FI82485B - Foerfarande foer framstaellning av en vanadinhaltig. - Google Patents

Description

1 82485

Menetelmä vanadiinlpitoisen kuonan valmistamiseksi

Keksinnön ala Tämä keksintö liittyy metallurgiaan ja koskee tar-5 kemmin määriteltynä menetelmiä vanadiinipitoisten kuonien valmistamiseksi yläpuhallus-, alapuhallus- tai yhdistel-mäpuhalluskonverttereissa hapetettaessa vanadiinipitoista rautaa.

Vanadiinipitoinen kuona, jota saadaan hapetettaes-10 sa vanadiinipitoista rautaa konverttereissa tai muussa laitteistossa, sisältää pääasiallisesti ferrometallur-giassa ferrovanadiinin ja muiden vanadiinin suhteen rikastettujen metalliseosten tuottamiseen käytettävän vana-diinipentoksidin valmistukseen soveltuvaa raaka-ainetta. 15 Viime aikoina on suoraan vanadiinilla seostettujen metallien - raudan, teräksen ja lejeerinkien - valmistamiseen käytettävän vanadiinikuonan osuus ollut jatkuvasti kasvussa.

Vanadiinikuonan käyttötarkoituksen mukaan kuonan 20 kemialliselle ja minerologiselle koostumukselle asetetaan erityisvaatimuksia. Tiukimmat vaatimukset tulisi niiden kuonien täyttää, joita on tarkoitus käyttää vanadiinipen-. - toksidin valmistamiseen, joten kuonan kullekin aineosalle määritellään tarkat optimipitoisuusrajat, jotka riippuvat 25 noudatettavasta prosessikaaviosta.

Tekniikan taso

Neuvostoliitossa on kehitetty menetelmä erilaisten vanadiinikuonan koostumusten aikaansaamiseksi konverttereissa, jotka on varustettu ilman ja hapen puhalluksen 30 pohjasta, ilman puhalluksella ylhäältä tai yhdistetyllä puhalluksella ja sovellettu sitä kaupallisessa mitassa (ks. SU-keksijäntodistus nro 316 727, C 21 C 5/28; 1960; SU-keksijäntodistus nro 531 861 C 21 C 7/00, 1974; SU-keksijäntodistus nro 589 258, C 21 5/28, 1973).

. . 35 Siten tuotettu kuona sisältää: 2 82485 rautaoksidia 41,6 paino-% piioksidia 16,4 paino-% vanadiinioksidia 15,8 paino-% mangaanioksidia 9,1 paino-% 5 titaanioksidia 7,4 paino-% kromioksidia 2,8 paino-% kalsiumoksidia 1,5 paino-% metallifaasia 8-12 paino-% epäpuhtauksia (MgO, A^O^, I^O) loppuosa 10 (ks. N.P. Lyakishev et ai., Vanadium in Ferrous Metallurgy, "Metallurgya" Publishing House, 1983, s. 36).

Tämä koostumus on kuitenkin kaikkea muuta kuin tehokas. Syynä sen muuttamisen tarpeeseen on mahdollisuus kohottaa edelleen vanadiinioksidin, mangaanioksidin, kal-15 siumoksidin ja muiden oksidien pitoisuutta. Sellaisissa olosuhteissa on välttämätöntä optimoida vanadiinikuonan koostumus, jotta taataan korkeammat vanadiinin talteen-saantiparametrit.

Pyrometallurgista menetelmää vanadiinin saamiseksi 20 talteen titaanimagnetiittimalmeista, joka menetelmä käsittää vanadiinikuonan tuottamisen konverttereissa, on sovellettu kaupallisesti myös Kiinassa (ks. K.N. Sokolova, Production and Consumption of Vanadium Abroad, "Chermet-informatsiya"-instituutin julkaisu nro 10 (894), s. 3 -25 15). Syntyvä vanadiinikuona, joka sisältää 10 - 15 paino-% 33 - 45 paino-% FeO, 8 - 13,5 paino-% TiC^, 7,6 - 35,4 paino-% SiO^, 2,7 - 5,7 paino-% MnO ja 0,9 - 1,5 paino-% CaO ja jota tuotetaan raudasta, joka sisältää 4,5 paino-% C, 0,37 paino-% V, 0,2 paino-% Si, 0,21 30 paino-% Mn, 0,05 paino-% P, 0,05 paino-% S ja 0,12 paino-% Ti, sisältää kuitenkin melko vähän vanadiinia, ja V sen tuottamiseen liittyy huomattava lisäreagenssien ku lutus.

Alalla tunnetaan menetelmä vanadiinikuonan tuot-35 tamiseksi tärysenkoissa puhaltamalla rautaan, joka sisältää 3,95 paino-% C, 1,10 paino-% V, 0,24 paino-% Si, li 3 82485 0,22 paino-% Ti, 0,22 paino-% Μη, 0,08 paino-% P, 0,087 paino-% S, 0,20 paino-% Cr, 0,04 paino-% Cu ja ja 0,4 paino-% Ni, ylhäältä happea. Syntyvä vanadiinikuona sisältää: vanadiinioksidia 27,8 paino-% 5 rautaoksidia 22,4 paino-% piioksidia 17,3 paino-% alumiinioksidia 3,5 paino-% kalsiumoksidia 0,5 paino-% magnesiumoksidia 0,3 paino-% 10 hiiltä 3,5 paino-% epäpuhtauksia loppuosa (ks. Journal of the Iron and Steel Inst. 1970, huhtikuu, s. 340).

Tämäkään kuonakoostumus ei kuitenkaan ole paras 15 mahdollinen vanadiinipentoksidin tuottamiseen, koska kuonan valmistuksessa vallitsevat lämpötilaolosuhteet (1 180 - 1 270°C) eivät mahdollista riittävän suurien (kooltaan yli 50 ^um:n) vanadiinispinellidirakeiden, jotka aukeaisivat hyvin kuonan oksidatiivisessa pasutuksessa, 20 syntymistä kuonaan.

Vanadiinipitoisen raudan uudelleenkäsittelypro-sessien, joissa syntyy vanadiinikuonaa, tärkein ominaispiirre on vanadiinin talteensaantiaste kuonaan, jonka muodostavat raudasta kuonaan siirtyneen vanadiinin suh-25 teellinen määrä, so. vanadiinin kuonautumisaste ja kuonasta, sen jälkeen kun se on erotettu metallista, tuotetun vanadiinin suhteellinen määrä. Vanadiinin kuonautu-misasteen määrää, pitkäaikaisen käytännön kokemuksen mukaan, pääasiallisesti metallin lämpötila vanadiinin ero-30 tuksen lopussa ja se on 93,4 - 93,5 %. Ensimmäinen kuonau-tumisasteen arvo liittyy Etelä-Afrikan tasavallassa käytettyyn menetelmään (ks. Journal of Iron and Steel Inst. 1970, huhtikuu, s. 340). Tässä menetelmässä metallin lop-pulämpötila ei ylitä 1 300°C:ta (tarkemmin sanottuna 35 1 270°C:ta). Toinen arvo liittyy Neuvostoliitossa happi- konverttereissa toteutettuun uudelleenkäsittelyyn, jossa 4 82485 metallin lämpötila on vanadiinin erotuksen lopussa peräti 1 370°C (ks. L.A. Smirnov, Metallurgical Processing of Titanium-Magnetite Ores, Coll, of papers No. 18, UralNIIChermet Publishers, Sverdlovsk, s. 58 - 76).

5 Raudan lämpötilan kohottaminen edelleen, esimer kiksi 1 400 - 1 420°C:seen asti, samoissa prosessiolo-suhteissa johtaa vanadiinin pienempään kuonautumiseen, sillä vanadiinin "jäännöspitoisuus" lopullisessa metallissa kohoaa jo 0,06 - 0,8 %:iin (keskimäärin 0,07 %:iin) 10 ja kuonautumisaste laskee 85 %:iin, ts. 15 % raudan sisältämästä vanadiinista menetelmää.

Nousee siis esiin ongelma, miten toteutetaan metallin lämpötilan kohotus vanadiinin erotuksen loppuun mennessä vanadiinin kuonautumisasteen alenematta. Tämän 15 ongelman ratkaiseminen laajentaisi huomattavasti raudan uudelleenkäsittelymahdollisuuksia ja parantaisi saatavan kuonan laatua. Toinen vanadiinikuonan tuotannossa tapahtuvien vanadiinihäviöiden lähde piilee vanadiinikuonan erotuksessa metallista raudan puhalluskäsittelyn päätyt-20 tyä konvertterissa. Kaikkien olosuhteiden ollessa samoja nämä häviöt riippuvat kuonan koostumuksesta ja ovat, parhaassa tapauksessa, 5 % Neuvostoliitossa ja 8,6 % Etelä-Afrikan tasavallassa (edellä mainitut kirjallisuuslähteet).

Neuvostoliitossa noudatettavassa prosessikaavios-25 sa, joka käsittää vanadiinikuonan tuottamisen konvertterissa, kokonaishäviöt voivat siis olla, parhaassa tapauksessa, 12,5 % ja Etelä-Afrikan tasavallassa niiden määrä kohoaa 16 %:iin.

Vanadiinikuonan erotuksessa metallista tapahtu-30 vien vanadiinihäviöiden pienentämiseksi on ehdotettu sen jättämistä aikaisemman sulatuksen jälkeen konvertteriin seuraavaan sualtukseen saakka (ks. L.A. Smirnov et ai., Improvement of the Efficiency of Processing Vanadium-Containing Irons, "Stal" Journal ("Steel"), Moskova, 1976, 35 nro 7, s. 597 - 601). Tämä tekniikka ei kuitenkaan poista

II

5 82485 vanadiinihäviöitä kohotettaessa metallin lämpötila vanadiinin erotuksen loppuun mennessä 1 400°C:seen ja ylikin.

Selostus keksinnöstä Tämän keksinnön päämääränä on tarjota sellainen 5 menetelmä vanadiinikuonan tuottamiseksi vanadiinipitoista rautaa hapetettaessa, joka tekisi mahdolliseksi kohottaa vanadiinin talteensaantiastetta raudasta ja parantaa vanadiinikuonan laatua.

Tämä tavoite saavutetaan menetelmällä vanadiini-10 kuonan, jolla on seuraava kemiallinen koostumus: vanadiinioksidia 16 - 30 paino-% piioksidia 10 - 24 paino-% mangaanioksidia 6-14 paino-% kromioksidia 1-12 paino-% 15 kalsiumoksidia 0,3 - 30,0 paino-% titaanioksidia 6 - 14,0 paino-% metallista rautaa 2-20 paino-% rautaoksidia loppuosa ja seuraava mineraloginen koostumus: 20 spinellidiä 40 - 70 paino-% lasia 2-10 paino-% pyroksiineja ja oliviineja loppuosa ja jossa spinellidirakeilla on säännöllinen geometrinen muoto ja niiden koko on 25 - 80 ^um, tuottamiseksi, jos-25 sa menetelmässä konvertteriin kaadetaan vanadiinipitoista rautaa, jolla on seuraava koostumus: vanadiinia 0,35 - 0,90 paino-% hiiltä 3,8 - 4,8 paino-% piitä 0,05 - 0,35 paino-% 30 mangaania 0,12 - 0,35 paino-% titaania 0,07 - 0,38 paino-% kromia 0,03 - 0,42 paino-% fosforia 0,02 - 0,10 paino-% kuparia 0,04 - 0,32 paino-% 35 nikkeliä 0,04 - 0,32 paino-% kobolttia 0,001 - 0,12 paino-% rautaa loppuosa 6 82485 lisätään rautaa sisältäviä ja/tai sulatusta edistäviä aineosia ja tähän rautaan puhalletaan kaasumaista hapetta- 3 vaa ainetta nopeudella 1,5 - 3,0 m /(t-min) (hapen mukaan laskettuna) aloittaen puhallus raudan lämpötilassa 5 1 180 - 1 300°C ja lopettaen se raudan lämpötilassa 1 400 - 1 650°C ja kylvyn ominaispinta-alan ollessa 0,13 -2 0,30 m /t, jolloin saadaan puolivalmistetta tai terästä ja vanadiinikuonaa.

Saatavan kuonan laadun parantamiseksi, nestemäi-10 sen raudan kulutuksen vähentämiseksi, vanadiinin talteen-saannin kuonaan lisäämiseksi ja metallin saannon kohottamiseksi prosessin lopussa on suositeltavaa lisätä raudan pinnalle ennen puhallusta seuraavaa seosta: raskaita, vanadiinia sisältäviä 15 hiilivetyjä 0,5 - 6,0 paino-% vanadiinikuonan magneettista jaetta 5-20 paino-% valssihilsettä loppuosa Tämä tekniikka tekee lisäksi mahdolliseksi lisätä kuonaan vanadiinia.

20 Lisäksi nestemäisen raudan kulutuksen vähentämi seksi edelleen, vanadiinioksidipitoisuuden kohottamiseksi kuonassa ja sen mikrorakenteen parantamiseksi on suositeltavaa lisätä konvertteriin ennen raudan puhalluskä-sittelyä teräsromua 1-10 paino-% raudan määrästä ja, 25 sen jälkeen kun 15 - 25 paino-% puhallusajasta on kulunut, hilsettä 4 - 10 %:n suuruinen määrä.

Vanadiinikuonan emäksisyyden säilyttämiseksi tasolla 1,0 - 1,4, jota käytetään pääasiallisesti vanadiinilla seostettujen rautojen, terästen ja lejeerinkien 30 valmistuksessa (suoraan kuonasta), on suositeltavaa lisätä 60 - 70 % kalsiumpitoisista flusseista ennen raudan puhalluskäsittelyä.

Vanadiinikuonan sisältämien rautaoksidien määrän pienentämiseksi, sen jälkeen rautaan on puhallettu hap-35 pea, tuloksena oleva välituote tai teräs puhalletaan inertillä kaasulla.

Il ’ 82485 Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä tuotetun vanadiinikuonan erona aikaisemmin tunnettuihin nähden ovat seuraavat edut: - suurempi kemiallinen kestävyys korotetussa vanadiinin-5 erotuslämpötilassa, mikä takaa korkeamman kuonautumis- asteen yli 1 400°C:n lämpötiloissa; - kuonasulatteen optimaalinen heterogeenisyys, mikä takaa, että vanadiinihäviöt kuonan erotuksessa metallista ovat korkeintaan 5 %; 10 - vanadiinihäviöt kuonan valmistamisessa pasutusta var ten (murskauksessa, erotuksessa) eivät ylitä 5 %; - korkeampi vanadiinin talteensaantiaste kuonasta sen ok-sidatiivisen pasutuksen jälkeen, jossa vettä ja/tai happoa sisältävään uuttoliuokseen lisätään "tuhkaa" vana- 15 diinipentoksidin tuotannon aikana; - metallin - raudan, teräksen ja lejeerinkien - tehokas seostus vanadiinilla.

Yksi vanadiinikuonan muoto on kuona, joka sisältää 1,5 - 9,0 paino-% alkalimetallioksidia ja 0,1 - 2,0 20 paino-% hiiltä.

Eräs alkalimetallioksidia ja hiiltä sisältävästä vanadiinikuonasta seurauksena oleva etu on kuonan mikrorakenteen paraneminen. Tässä tapauksessa spinellidira-keen, joka on vanadiinikuonan pääasiallinen vanadiinia 25 sisältävä faasi, keskimääräinen koko kasvaa. Toinen seuraus näiden aineosien yhteisvaikutuksesta on huokoisen mikrorakenteen muodostuminen spinellidiin. Jälkimmäinen seikka on aivan olennainen, koska tässä tapauksessa lisääntyneen reaktiopinta-alan vuoksi spinellidirakeen ha-30 joaminen hapetus-pelkistysprosesseissa helpottuu ja uutta faasia muodostuu paitsi spinellidirakeen ulommilla : alueilla, myös huokosten sisällä, mikä mahdollisesti joh taa vanadiinin talteensaannin tehostumiseen ja vanadiinin suurempiasteiseen talteensaantiin lopputuotteeseen.

35 Nämä ja muut tämän keksinnön mukaisen menetelmän edut ilmenevät täydellisemmin seuraavasta sen yksityiskohtaisesta kuvauksesta.

s 82485

Vanadiinikuonaa, jolla on edellä kuvattu koostumus, saadaan vanadiinipitoisesta raudasta hapettamalla se kaasumaisella hapettimella. On havaittu, että tämä kuonan koostumus määräytyy raudan kemiallisen koostumuk-5 sen mukaan, joka tämän keksinnön mukaisesti on seuraava (kuten jo aikaisemmin on mainittu): vanadiinia 0,35 - 0,90 paino-% hiiltä 3,8 - 4,8 paino-% piitä 0,05 - 0,35 paino-% 10 mangaania 0,12 - 0,35 paino-% titaania 0,07 - 0,38 paino-% kromia 0,03 - 0,42 paino-% fosforia 0,02 - 0,10 paino-% kuparia 0,04 - 0,32 paino-% 15 nikkeliä 0,04 - 0,32 paino-% kobolttia 0,001 - 0,12 paino-% rautaa loppuosa

Rauta, jolla on tämä koostumus, sulatetaan tavanomaisissa masuuneissa, joiden käyttötilavuus on yleensä 3 20 pieni (alle 1 000 m ), ottaen asianmukaisella tavalla huomioon vastaavat tunnetut säännönmukaisuudet, joita esiintyy titaanimagnetiittien sulatuksessa ja joita aiheuttaa titaanioksikarbonitridien muodostuminen masuunin pesässä.

25 Raudan aineosien osuuksien, jopa yhden ainoan ai neosan osuuden vaihtelu, yli edellä mainittujen rajojen johtaa ei-toivottuihin negatiivisiin vaikutuksiin.

Niinpä raudan vanadiinipitoisuuden lasku 0,35 %:n alapuolelle alentaa vanadiinioksidipitoisuuden kuonassa, 30 jo muiden aineosien alarajoilla, alle 16 %:n, mikä vaikuttaa haitallisesti vanadiinipentoksidin valmistamiseen . kuonasta. Toisaalta raudan vanadiinipitoisuuden kohoami nen 0,90 %:n yläpuolelle on myös ei-toivottua, koska vanadiinipitoisuuden ollessa sellainen syntyvä vanadiini-35 kuona sisältää yli 30 % vanadiinioksidia ja tästä on seurauksena pienempi vanadiinin kuonautumisaste ja pienempi

II

9 82485 vanadiinikuonan erottumisaste metallista (sen sakeutumi-sen johdosta) ja syntyvät vanadiinihäviöt ovat siis suurempia .

Rautaan edellä mainittuina määrinä liuenneiden 5 piin ja mangaanin osa on se, että hapetuksessa yhdessä rautaoksidien kanssa ne muodostavat nestemäisen liikkuvan silikaattikomponentin, joka on välttämätön spinelliä sisältävän faasin syntymiselle ja kasvulle. Yli 0,35 %:n piipitoisuus raudassa on ei-toivottu siksi, että raudan 10 vanadiinipitoisuuden ollessa 0,35 % vanadiinioksidipi-toisuus laskee alle vaadittavan 16 %:n tason.

Samankaltaisiin seikkoihin perustuen myös raudan sallittu mangaanipitoisuusalue on rajoitettu.

Raudan koostumukseen edellä mainituissa rajoissa 15 olevina määrinä sisältyvät kromi ja titaani siirtyvät kokonaisuudessaan kompleksiseen spinellidiin tehden sen kemiallisesti kestävämmäksi ja parantaen sen tulenkestä-vyysominaisuuksia. Kompleksisen spinellidin suurempi kemiallinen kestävyys puolestaan myötävaikuttaa vanadiinin 20 täydellisempään hapettumiseen kuonaan ja pienempään va-nadiinihäviöön kuonan erotuksessa metallista, jolloin vanadiinin talteensaantiaste kohoaa.

Rautaan liuenneen kuparin, nikkelin ja koboltin osa on se ja hiilen aktiivisuuden paraneminen aiheutuu 25 siitä, että ne myötävaikuttavat raudan ja muiden kuonaa muodostavien aineosien, mm. vanadiinin, kuluvan hapen osuuden kohoamiseen ja parantavat siten epäsuorasti vanadiinin hapettumisen ja raudasta kuonaan talteensaannin tehokkuutta ja täydellisyyttä.

30 Tämän keksinnön mukaan vanadiinipitoinen rauta, jolla on edellä mainittu koostumus, kaadetaan konvertteriin ja puhallushapetetaan kaasumaisella hapettimella, 3 kuten hapella, kulutusnopeudella 1,5 - 3,0 m /(t*min) raudan lämpötilan ollessa puhalluksen alussa 1 180 -35 1 300°C ja kylvyn ominaispinta-alan ollessa 0,13 - 0,30 m2/t.

10 82485 Nämä prosessiparametrien arvot takaavat rautapitoisten lisäaineiden (jäähdytysaineiden) ja/tai sulatusta edistävien lisäaineiden, joita lisätään kylpyyn vanadiinin hapettumisen tehostamiseksi ja sellaisen vanadii-5 nikuonan tuottamiseksi, jolla on vaadittava kemiallinen, mineraloginen ja granulometrinen koostumus sekä vaadittava sorptiokyky vanadiinioksidien suhteen, täydellisen ja tehokkaan sekoittumisen; kuolleiden vyöhykkeiden puuttumisen metallin alemmista ja lähellä seinämää sijaitsevis-10 ta kerroksista; ja kuonan normaalin "kuiviin kiehumisen", joka johtaa siinä mukana olevien metallien ja vapaiden rautaoksidien pitoisuuden alenemiseen ja suurempaan spi-nellidiraekokoon optimaalisen silikaattivaipan muodostuessa sen ympärille. Viimeksi mainitut edut tehostavat huo-15 mattavasti kuonan myöhempää uudelleenkäsittelyä vanadii-nipentoksidiksi. On myös tärkeää huomata, että edellä mainituissa rajoissa olevat parametrit tekevät mahdolliseksi estää jokseenkin täydellisesti vanadiinipitoisuu-den pieneneminen kylvyssä syvyyssuunnassa, mikä helpot-20 taa vanadiinin siirtymistä kuonaan.

Tulisi huomata, että tärkein osa edellä kuvattujen vaikutusten varmistamisessa on kylvyn ominaispinta-alan ja hapettimen syöttönopeuden yhdistelmällä. Yhdenkin parametrin vaihtelusta yli edellä mainittujen rajo- 25 jen on seurauksena ei-toivottuja vaikutuksia. Niinpä kyl- 2 vyn ominaispinta-alan pieneneminen alle 0,13 m /t:n johtaa vanadiinin kuonautumisasteen huomattavaan alenemiseen, erityisesti yli 1 330°C:n lämpötilassa ja syntyvän kuonan huonompaan laatuun (mukana olevien metallien ja 30 vapaiden rautaoksidien suurempaan prosenttiosuuteen ja pienempään spinellidiraekokoon). Toisaalta sen kohoami-2 nen yli 0,3 ra /t:n vaikuttaa myös epäsuotuisasti kyseisiin parametreihin ja aiheuttaa paikallisia poikkeamia vaadittavista suhteista kuonan ja metallin koostumuk-35 sessa.

li 11 82485

Raudan alkulämpötila tämän keksinnön kohteen toteutuksessa on myös tärkeä. Lämpötilan lasku 1 180°C:n alapuolelle johtaa vanadiinikuonan laadun huomattavaan heikkenemiseen (mukana olevien metallien ja rautaoksidien 5 suurempaan prosenttiosuuteen ja pienempään spinellidirae-kokoon, joka on ei-toivottua). Toisaalta lämpötilan kohottaminen 1 300°C:n yläpuolelle johtaa hiilen loppuun palamisen huomattavaan voimistumiseen heti puhalluksen alusta alkaen estäen siten vanadiinin hapettumista ja 10 alentaen sen kuonautumisastetta.

On huomattava, että tämän keksinnön mukainen menetelmä tekee mahdolliseksi saavuttaa hyvin korkea vanadiinin kuonautumisaste (yli 90 %) lämpötiloissa (1 400 -1 650°C), jotka ovat huomattavasti korkeampia kuin tähän 15 saakka tunnetuissa menetelmissä, joissa metallin lämpötila ei vanadiinin kuonautumisasteen ollessa sama yleensä ylitä 1 350°C:ta. Vanadiinin kuonautumisasteen lasku alle 90 %:n havaitaan ainoastaan yli 1 480°C:n lämpötilassa, mutta se vakiintuu 85 - 90 %:n tasolle lämpötilan py-20 syessä 1 480°C:n ja 1 600°C:n välillä kohoten taas myöhemmin samoihin arvoihin (90 %:iin ja ylikin) yli 1 600°C:n lämpötilassa, jossa vanadiinin "jäännöspitoi-suus" metallissa voidaan alentaa 0,01 %:iin hiilipitoisuuden ollessa alle 0,25 %.

25 Metallin lämpötilan kohotus vanadiinin erotuksen lopussa mahdollistaa paitsi saatavan kuonan koostumuksen, parantamisen ja vanadiinin talteensaantiasteen kohottamisen korkeammissa vanadiinin erotuksen loppulämpötilois-sa myös teräksen tuotantokapasiteetin huomattavan lisään-30 tymisen (jopa määrään 25 - 30 t/min asti) tähän saakka tunnettuihin menetelmiin verrattuna.

Tämän keksinnön mukaisen prosessin toteutuksessa on aivan sopivaa käyttää kuonaa muodostavaa seosta, joka sisältää vanadiinipitoisista öljylaaduista saatavia tis-35 lausjätteitä, kuten masuttia, vanadiinikuonan magneettista i2 82485 jaetta ja valssihilsettä ja jolla on edellä mainittu koostumus .

Paitsi että tästä lisäyksestä seuraa kuonan vana-diinipitoisuuden selvä kohoaminen, koska sitä siirtyy 5 hiilivedyistä ja vanadiinikuonan magneettisesta jakeesta (sivutuote, jota syntyy valmistettaessa sitä vanadiini-pentoksidin valmistuksessa suoritettavaa oksidatiivista pasutusta varten), siitä seuraa myös, että tämän keksinnön mukaiseen koostumukseen lisättävät raskaat hiilivedyt, 10 kuten masutti, sitovat hiukkasmaisten aineiden - hilseen ja vanadiinikuonan magneettisen jakeen - hiukkaset edistäen siten homogeenisen massan, jossa hiukkaset ovat kiinni toisissaan, muodostumista ja estäen siten niiden häviäminen puhalluksessa sekä lisäten niiden käytön te-15 hoa. Lisäksi seokseen sisällytetyt nestemäiset hiilivedyt kehittävät puhalletun hapen kanssa reagoidessaan li-sälämpöä kohottaen siten metallin lämpötilaa ja kiihdyttäen sulamista sekä sulan seoksen ja metallin välistä vuorovaikutusta. Käy mahdolliseksi alentaa nestemäisen 20 raudan kulumisastetta, kohottaa rautamalmimateriaalien, kuten hilseen, hyväksikäyttöastetta ja kohottaa vanadiinin siirtymisastetta raudasta kauppakuonaan.

Näiden parametrien kasvu johtuu myös vanadiinikuonan magneettisen jakeen lisäämisestä seokseen, jota jaet-25 ta saadaan valmistettaessa (murskattaessa mekaanisesti, hienonnettaessa ja erotettaessa magneettisesti) vanadii-nikuonaa vanadiinipentoksidin valmistuksessa suoritettavaa oksidatiivista pasutusta varten. Se koostuus metalli-rakeista, joiden koko on 0,1 - 20 mm ja joiden pinnalla 30 on heikosti erottuva "kerääntymä" vanadiinikuonaa. Raekoosta riippuen rakeiden kuonautumisaste on 20 - 50 %. Vanadiinikuonan magneettisen jakeen keskimääräinen kemiallinen koostumus on seuraava: 50 - 80 paino-% metallista Fe, 1-3 paino-% MnO, 2-8 paino-% SiC^, 1-3 paino-% 35 Ti°2' 5-20 paino-% Fe oksideina, 0,03 - 0,05 paino-% P, 0,02 - 0,03 paino-% S ja 0,1 - 2,0 paino-% C.

it i3 82485 Tämän magneettisen jakeen käyttö takaa myös seu-raavat edut. Suuremman tiheyden (hilseeseen verrattuna) johdosta se edistää kuonaa muodostavan koostumuksen perusteellisempaa sekoittumista metalliin sen puhalluskä-5 sittelyssä.

Mainittujen seoksen pääkomponenttien pitoisuusra-joitusten ylityksestä on seurauksena ei-toivottuja vaikutuksia .

Hiilivetypitoisuuden ollessa alle 0,5 % esiintyy, 10 joskin merkityksettömästi, "kostumista", kun taas hiilivetypitoisuuden ollessa yli 6 % ilmenee kuonan huomattavaa ylikuumenemista, mikä vaikuttaa haitallisesti esimerkiksi konvertterin vuorauksen kestävyyteen.

Vanadiinikuonan magneettisen jakeen pitoisuutta 15 seoksessa rajoittaa sen liukenemisaika. Pitoisuuden ollessa yli 20 % sitä jää syntyvään vanadiinikuonaan, mikä heikentää kuonan laatua. Pitoisuuden ollessa alle 5 % on kyseenalaista, onko sen mukanaolo seoksessa tarkoituksenmukaista .

20 Kuonan laadun parantamiseksi edelleen ja erityi sesti sen makro- ja mikroepähomogeenisuuden pienentämiseksi samoin kuin vanadiinioksidipitoisuuden kohottami-seksi ja nestemäisen raudan kulumisasteen alentamiseksi on suositeltavaa lisätä yhdessä rautamalmimateriaalin, 25 kuten hilseen, kanssa 1 - 4 % teräsromua, joka lisätään ennen raudan kaatamista. Tehtäessä niin ennen seuraavaa hilseen lisäystä, joka suoritetaan sen jälkeen, kun 15 - 25 % puhallusajasta on kulunut, muodostuu nestemäinen, liikkuva ja hapan kuona, mikä takaa lisätyn hil-30 seen hyvän kuonautumisen alentaen siten sen häviämistä ja toiseksi se muuttaa hilseen liukenemismekanismia, joka liukeneminen tapahtuu pääasiallisesti niin, että hilse liukenee ennalta silikaattia sisältävään vanadiini-kuonaan, jotka vaikutukset yhdessä johtavat metallin 35 vähäisempään tihkumiseen ja metallipisaroiden vähäisem- i4 82485 pään tunkeutumiseen kuonaan, jolloin kuonan sisältämä metallimäärä pienenee.

Tärkein seuraus tämän tekniikan käytöstä on kuitenkin makro- ja mikroepähomogeenisuuden väheneminen, mi-5 kä on erittäin tärkeää ajatellen kuonan myöhempää käyttöä vanadiinipentoksidin tuottamiseen.

Parhaita tämän keksinnön mukaisia suoritusmuotoja ovat seuraavat: 1. Konvertteriin laitetaan vanadiinipitoista rau- 10 taa, jonka koostumus on seuraava: 4,2 - 4,4 paino-% C, 0,10 - 0,20 paino-% Si, 0,40 - 0,60 paino-% V, 0,10 - 0,20 paino-% Ti, 0,10 - 0,20 paino-% Mn, 0,05 - 0,15 paino-% Cr, 0,03 - 0,06 paino-% P, 0,02 - 0,43 paino-% S, 0,08 - 0,12 paino-% Cu, 0,08 - 0,12 paino-% Ni ja 0,001 - 15 0,12 paino-% Co. Rautapanoksen määrän tulisi taata kyl- 2 vyn ominaispinta-alaksi 0,15 - 0,25 m /t.

Konvertteriin kaatamisen jälkeen raudan lämpötila on 1 270 - 1 280°C. Kuonan muodostamiseen käytetään seu-raavaa kuonaa muodostavaa seosta: 20 raskaita, vanadiinia sisältäviä hiilivetyjä 3,0 - 5,0 paino-% vanadiinikuonan magneettista jaetta 15 - 20 paino-% valssihilsettä loppuosa

Seosta lisätään 40 - 90 kg tonnia kohden nestemäistä rau-·; 25 taa. Sen jälkeen kun seos on lisätty raudan pinnalle, aloitetaan hapen puhallus nopeudella 1,8 - 2,2 m /(t*min).

7-10 minuutin puhalluksen jälkeen, jona aikana happea syötetään ylhäältä vesijäähdytteisen suuttimen läpi, puhallus katkaistaan; metalli, jonka lämpötila on 1 420 -30 1 470°C, sisältää 2,4 - 2,8 paino-% C, vähäisiä määriä

Si ja Ti, 0,02 - 0,04 paino-% V, 0,03 - 0,06 paino-% P, 0,02 - 0,04 paino-% S, 0,08 - 0,12 paino-% Cu, 0,08 -0,12 paino-% Ni ja 0,001 - 0,11 paino-% Co.

Tuloksena oleva metalli - välituote - kaadetaan 35 aukon kautta kauhaan ja vanadiinikuona jätetään konvertteriin.

Il is 82485

Sen jälkeen edellä kuvattu sykli toistetaan ja hapen puhalluksen metalliin päätyttyä kuonaan puhalletaan joko ylhäältä tai alhaalta argonia tai jotakin muuta inerttiä kaasua 1,0 - 2,0 minuutin ajan. Tämän sulatuksen 5 päätyttyä metalli sisältää 2,0 - 2,4 paino-% C, 0,03 -0,04 paino-% V, 0,02 - 0,06 paino-% P ja 0,02 - 0,035 paino-% S ja sen lämpötila on 1 420 - 1 450°C.

Kahden sulatuksen jälkeen kertynyt ja metallin pois valuttamisen jälkeen saatava metalli sisältää: 10 vanadiinioksidia 22 - 26 paino-% piioksidia 14 - 18 paino-% mangaanioksidia 8-10 paino-% kromioksidia 1-3 paino-% titaanioksidia 6-10 paino-% 15 kalsiumoksidia 0,3 - 3,0 paino-% rautaoksidia loppuosa

Sillä on seuraava mineraloginen koostumus: spinellidiä 55 - 65 paino-% lasia 5-7 paino-% 20 pyrokseenejä ja oliviinejä loppuosa

Vanadiinispinellidirakeet kiteytetään kappaleina, joilla on säännöllinen geometrinen muoto ja joiden koko on 30 - 60 yum.

Suoritusmuoto II. Samassa konvertterissa puhalle-25 taan happea vanadiinipitoiseen rautaan, jonka koostumus on sama kuin suoritusmuodossa I. Alkuparametrit ovat samoja, paitsi että ennen raudan laittamista konvertteriin siihen laitetaan teräsromua 40 - 50 kg/t rautaa ja, sen jälkeen kun 20 % (4-5 min) puhallusajasta on kulunut, 30 lisätään hilsettä 50 - 60 kg/t. 20 - 25 minuutin yläpu- halluksen jälkeen, jonka aikana happea syötetään suutti- 3 men läpi nopeudella 2,2 - 2,8 m /t, puhallus katkaistaan ja metalli, jonka lämpötila on 1 600 - 1 650°C, sisältää 0,05 - 0,25 paino-% C, 0,01 - 0,03 paino-% V, 0,03 -35 0,06 paino-% P ja 0,02 - 0,03 paino-% S.

ie 82485

Pois valuttamisen jälkeen tuloksena oleva metalli käsitellään kuonaa muodostavilla seoksilla ja valetaan tai käytetään teräksen valmistamiseen martin-uunissa raudan sijasta.

5 Tässä suoritusmuodossa syntyvä vanadiinikuona si sältää : vanadiinioksidia 24 - 28 paino-% piioksidia 14 - 18 paino-% mangaanioksidia 8-12 paino-% 10 titaanioksidia 6 - 9 paino-% magnesiumoksidia 3 - 6 paino-% rautarakeita 2 - 5 paino-%

Ca:n, Al:n ja Cr:n oksideja 4 - 8 paino-% rautaoksidia loppuosa 15 Sillä on seuraava mineraloginen koostumus: spinellidiä 65 - 70 paino-% lasia 2 - 4 paino-% pyrokseeneja ja oliviineja loppuosa

Vanadiinispinellidirakeet, joilla on säännöllinen 20 geometrinen muoto, ovat kooltaan 40 - 80 ^um.

Edellä kuvatuissa suoritusmuodoissa syntyvistä va-nadiinikuonista valmistetaan menestyksellisesti vanadii-nipentoksidia, niin että taataan karakteristisesti korkea vanadiinin talteensaantiaste lopputuotteeseen, kun 25 taas tunnetuista vanadiinikuonista valmistus tapahtuu paljon vaikeammin.

Paremman käsityksen saamiseksi tästä keksinnöstä alla esitetään eräitä erikoisesimerkkejä, jotka valaisevat koostumukseltaan vaihtelevan vanadiinikuonan tuotta-30 mistä.

Esimerkki 1

Konvertteriin laitetaan 84 t vanadiinipitoista rautaa, joka sisältää 3,8 paino-% C, 0,35 paino-% Si, 0,35 paino-% V, 0,07 paino-% Ti, 0,12 paino-% Mn, 0,03 35 paino-% Cr, 0,02 paino-% p, 0,04 paino-% Cu, 0,04 paino-%

II

17 82485

Ni ja 0,001 paino-% Co. Konvertteriin kaatamisen jälkeen raudan lämpötila on 1 300°C.

Sen jälkeen konvertterissa olevaan massaan lisätään 40 kg/t kuonaa muodostavaa seosta (jäähdytysainetta), 5 joka seos sisältää 6 paino-% (2,4 kg/t) raskaita hiilivetyjä, 20 paino-% (8 kg/t) vanadiinikuonan magneettista jaetta ja 74 paino-% (29,6 kg/t) hilsettä.

Ylhäältä puhallettavan hapen syöttönopeus on 3 3 m /(t-min) ja nestemäisen metallin ominaispinta-ala on 10 0,3 m2/t.

Puhalluksen päättyessä metallin lämpötila on 1 460°C ja aineosien pitoisuudet siinä ovat seuraavia: 2,6 paino-% C, vähäinen määrä Si, 0,012 paino-% V, vähäinen määrä Ti, 0,01 paino-% Mn, vähäinen määrä Cr, 15 0,02 paino-% P, 0,04 paino-% Cu, 0,04 paino-% Ni ja 0,001 paino-% Co.

Tuloksena oleva metalli kaadetaan senkkaan ja kuona jätetään kokonaisuudessaan konvertteriin. Sen jälkeen konvertteriin kaadetaan sama määrä rautaa, jonka koostu-20 mus on sama. Jäähdytysaineen syöttömäärä ja hapen syöttö-nopeus pysyy samana.

Puhalluksen päättyessä metalli sisältää 2,5 paino-% C, 0,018 paino-% V, vähäisiä määriä Si ja Ti, 0,01 paino-% Mn, vähäisen määrän Cr, 0,02 paino-% P, 0,04 paino-% Cu, 25 0,04 paino-% Ni ja 0,001 paino-% Co ja sen lämpötila on 1 450°C.

Kahden sulatuksen jälkeen tulokseksi saatava kuona sisältää 16 paino-% vanadiinioksidia, 24 paino-% pii-oksidia, 6 paino-% mangaanioksidia, 1 paino-% kromioksi-30 dia, 6 paino-% titaanioksidia, 0,3 paino-% kalsiumoksi-dia, 8 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rautaoksidia.

Sillä on seuraava mineraloginen koostumus: 40 paino-% spinellidiä, 2 paino-% lasia ja 58 paino-% pyrok-35 seeneja ja oliviineja. Vanadiinispinellidin raekoko on is 82485 25 - 25 ^.um, ja rakeilla on säännöllinen geometrinen muoto.

Vanadiinin kuonautumisaste on 95 %. Vanadiinikuo-nan erottumisaste metallista on 95 %. Vanadiinin talteen-5 saantiaste raudasta kuonaan on 90,2 %.

Esimerkki 2

Konvertteriin kaadetaan 200 t vanadiinipitoista rautaa, joka sisältää 4,2 paino-% C, 0,21 paino-% Si, 0,46 paino-% V, 0,18 paino-% Ti, 0,22 paino-% Mn, 0,08 10 paino-% Cr, 0,06 paino-% P, 0,14 paino-% Cu, 0,16 paino-% Ni ja 0,06 paino-% Co. Raudan lämpötila on 1 280°C.

Sen jälkeen konvertterissa olevaan rautaan lisätään 50 kg/t kuonaa muodostavaa seosta, joka sisältää 0,5 paino-% (0,25 kg/t) raskaita hiilivetyjä, 5,0 paino-% 15 (2,5 kg/t) vanadiinikuonan magneettista jaetta ja 94,5 paino-% (47,25 kg/t) valssihilsettä.

Ylhäältä puhallettavan hapen syöttönopeus on 3 2 m /(t-min) ja nestemäisen metallin ominaispinta-ala on 2 0,13 m /t. Puhalluksen päättyessä metallin lämpötila on 20 1 400°C ja sen vanadiinipitoisuus on 0,028 % ja hiilipi toisuus 2,8 %.

Tuloksena oleva metalli kaadetaan senkkaan, kun taas kuona jätetään konvertteriin seuraavaa sulatusta varten.

25 Toisessa sulatuksessa, joka toteutetaan samoilla parametrien alkuarvoilla, saadaan metallia, jonka lämpötila on 1 410°C ja vanadiinipitoisuus 0,026 % hiilipitoisuuden ollessa 2,7 %.

Kahdesta sulatuksesta kertynyt kuona sisältää 30 20,4 paino-% vanadiinioksidia, 14,2 paino-% piioksidia, 10,4 paino-% mangaanioksidia, 2,4 paino-% kromioksidia, 8,6 paino-% titaanioksidia, 1,5 paino-% kalsiumoksidia, : 10,2 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rautaok- sidia.

35 Sen mineraloginen koostumus on seuraava: 55 pai- no-% spinellidiä, 5 paino-% lasia ja 40 paino-% olivii- i9 82485 neja ja pyrokseeneja. Vanadiinispinellidin raekoko on 30 - 40 ^um. Rakeet ovat hyvin kiteytyneitä ja niillä on säännöllinen geometrinen muoto.

Vanadiinin kuonautumisaste on 94,3 %.

5 Vanadiinikuonan erottumisaste metallista on 93 %.

Vanadiinin talteensaantiaste raudasta kuonaan on 87,5 %. Esimerkki 3

Konvertteriin kaadetaan 22 t vanadiinipitoista rautaa, joka sisältää 4,8 paino-% C, 0,90 paino- V, 0,05 10 paino-% Si, 0,15 paino-% Mn, 0,18 paino-% Ti, 0,42 paino-% Cr, 0,10 paino-% P, 0,32 paino-% Cu, 0,32 paino-%

Ni ja 0,12 paino-% Co ja raudan lämpötila on konvertteriin kaatamisen jälkeen 1 180°C.

Ennen raudan kaatamista konvertteriin siihen lai- 15 tetaan vanadiinipitoista agglomeraattia 106 kg/t. Kylvyn 2 ominaispinta-ala on 0,24 m /t. Hapen, jota puhalletaan alhaalta "putki putkessa" -suuttimen läpi, syöttönopeus 3 on 2,5 m /(t-min). Luonnonkaasun, jota käytetään suutti-mien suojaamiseksi, kulutusnopeus on koko puhallusvaiheen 20 ajan 10 % hapen syöttönopeudesta. Puhalluksen päättyessä metallin lämpötila on 1 420°C; sen vanadiini- ja hiili-pitoisuus on, vastaavasti, 0,05 paino-% ja 2,8 paino-%.

Tuloksena oleva metalli poistetaan konvertterista ja kuona jätetään osaksi konvertteriin seuraavaa sulatus-25 ta varten.

Toisessa sulatuksessa, joka toteutetaan samoilla parametrien alkuarvoilla, saadaan metallia, jonka lämpötila on 1 430°C ja jolla on sama vanadiini- ja hiilipitoisuus .

30 Kahdessa sulatuksessa (osaksi toisessa niistä) kertynyt kuona sisältää 30 paino-% vanadiinioksidia, 10 paino-% piioksidia, 6,4 paino-% mangaanioksidia, 7,4 paino-% titaanioksidia, 12 paino-% kromioksidia, ·· 2,1 paino-% kalsiumoksidia, 6,2 paino-% rautametallira- 35 keitä, 9,0 paino-% alkalimetallioksidia, 0,1 paino-% hiiltä ja loppuosan rautaoksidia.

20 82485

Sillä on seuraava meraloginen koostumus: 70 pai-no-% spinellidiä, 10 paino-% lasia ja 20 paino-% pyrok-seeneja ja oliviineja. Vanadiinispinellidin raekoko on pääasiallisesti 30 - 50 ^,um; rakeilla on säännöllinen 5 geometrinen muoto.

Vanadiinin kuonautumisaste on 95 %. Kuonan erottu-misaste on 97 %. Vanadiinin kokonaistalteensaanti raudasta kuonaan on 92 %.

Esimerkki 4 10 Konvertteriin kaadetaan 22 t vanadiinipitoista rautaa, joka sisältää 4,4 paino-% C, 0,52 paino-% V, 0,08 paino-% Si, 0,27 paino-% Mn, 0,32 paino-% Ti, 0,42 paino-% Cr, 0,06 paino-% P, 0,07 paino-% Cu, 0,21 paino-%

Ni ja 0,06 paino-% Co; raudan lämpötila on 1 240°C.

15 Ennen raudan kaatamista konvertteriin siihen lai tetaan vanadiinipitoista agglomeraattia 92 kg/t. Kylvyn 2 ominaispinta-ala on 0,24 m /t. Ilman, jota puhalletaan alhaalta, syöttönopeus (hapen mukaan laskettuna) on 3 m^/ (t»min).

20 Puhalluksen päättyessä metallin lämpötila on 1 410°C ja sen vanadiini- ja hiilipitoisuus on, vastaavasti, 0,03 paino-% ja 2,6 paino-%.

Tuloksena oleva metalli poistetaan konvertterista ja kuona jätetään kokonaisuudessaan konvertteriin seuraa- 25 vaa sulatusta varten.

Kahdessa seuraavassa sulatuksessa, jotka toteutetaan samoilla parametrien arvoilla kuonan lisääntyessä, metallin vanadiini- ja hiilipitoisuus vanadiinin erotuksen päättyessä on, vastaavasti, 0,03 paino-% ja 2,6 paino-%.

30 Kolmen sulatuksen jälkeen kertynyt vanadiinikuona sisältää 16,6 paino-% vanadiinioksidia, 12 paino-% pii-oksidia, 10 paino-% mangaanioksidia, 12 paino-% kromioksidia, 14 paino-% titaanioksidia, 1,5 paino-% alkalime-tallioksideja, 0,8 paino-% kalsiumoksidia, 2,0 paino-% 35 hiiltä, 20 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rautaoksidia. Kuonalla on seuraava mineraloginen koostumus: 11 2i 82485 70 paino-% spinellidiä, 8 paino-% lasia, 22 paino-% oli-viineja ja pyrokseeneja. Spinellidin raekoko on 25 -45 ^um; rakeilla on säännöllinen geometrinen muoto. Kuo-nautumisaste on 93,2 %. Kuonaan talteensaadun vanadiinin 5 kokonaismäärä on 89,5 %.

Esimerkki 5

Konvertteriin kaadetaan 162 t vanadiinipitoista rautaa, joka sisältää 0,52 paino-% V, 4,4 paino-% C, 0,14 paino-% Si, 0,18 paino-% Mn, 0,18 paino-% Ti, 0,03 10 paino-% Cr, 0,04 paino-% P, 0,12 paino-% Cu, 0,18 paino-% Ni ja 0,005 paino-% Co. Raudan lämpötila konvertterissa on 1 280°C.

Raudan pinnalle lisätään kuonaa sisältävä panos, jonka koostumus on seuraava: 4,2 paino-% raskaita hiili-15 vetyjä, 15 paino-% vanadiinikuonan magneettista jaetta ja loppuosa valssihilsettä. Seosta käytetään 62 kg/t. Ylhäältä vesijäähdytteisen suuttimen läpi metallin pinnalle puhallettavan hapen syöttönopeus on 1,5 m^/(t»min). Me- 2 tallin ominaispinta-ala on 0,18 m /t.

20 Puhalluksen päättyessä metallin lämpötila on 1 470°C ja metallin vanadiini- ja hiilipitoisuus vanadiinin erotuksen päättyessä on, vastaavasti, 0,03 paino-% ja 2,2 paino-%.

Metalli poistetaan konvertterista ja kuona jäte-25 tään kokonaisuudessaan konvertteriin ja prosessi toistetaan samoilla parametrien alkuarvoilla. Metallin lämpötila toisessa sulatuksessa on 1 480°C vanadiinipitoisuu-den ollessa sama. Hiilipitoisuus laskee 2,1 %:iin.

Kahdesta sulatuksesta kertynyt vanadiinikuona si-30 sältää 25,6 paino-% vanadiinioksidia, 14,1 paino-% pii-oksidia, 8,4 paino-% mangaanioksidia, 8,6 paino-% titaanioksidia, 1,4 paino-% kromioksidia, 3,0 paino-% kalsium-oksidia, 2,1 paino-% alkalimetallioksidia, 0,5 paino-% hiiltä, 8,4 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rau-35 taoksidia.

22 82485

Tuloksena olevalla kuonalla on seuraava mineralo-ginen koostumus: 60 paino-% spinellidiä, 4 paino-% lasia ja 36 paino-% pyrokseeneja ja oliviineja. Spinellidin raekoko on 40 - 60 ^um. Rakeet kiteytyvät säännöllisessä 5 geometrisessa muodossa.

Esimerkki 6

Konvertteriin kaadetaan 162 t rautaa, jonka koostumus on sama kuin edellisessä esimerkissä 5. Raudan lämpötila on 1 275°C. Ennen kaatamista konvertteriin laite-10 taan 6,5 t (4 %) teräsromua.

Ylhäältä puhallettavan hapen syöttönopeus on 3 2 2,5 m /(t»min) ja metallin ominaispinta-ala on 0,18 m /t.

Kuuden minuutin (25 % puhallusajasta) metallin pinalle lisätään 7,2 t (4,5 %) hilsettä ja hapen puhal-15 lusta jatketaan samalla nopeudella.

Puhalluksen päättyessä metalli sisältää 0,12 % C ja 0,01 % V sen lämpötilan ollessa 1 650°C. Tässä suoritusmuodossa vanadiinin kuonautumisaste on 98 %. Kuona sisältää 28,4 paino-% vanadiinioksidia, 18,1 paino-% 20 piidioksidia, 8,2 paino-% mangaanioksidia, 10,8 paino-% titaanioksidia, 2,3 paino-% kromioksidia, 1,4 paino-% kalsiumoksidia, 3,2 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rautaoksidia.

Kuonan mineraloginen koostumus pysyy samana; ra-25 joiltaan hyvin säännöllisen ja selväpiirteisen spinellidin raekoko kasvaa 80 jumiksi.

Kuonan koostumus ei poikkea seuraavassa sulatuksessa olennaisesti ensimmäisestä sulatuksesta, sen jälkeen kun osa kuonasta jätetään konvertteriin ja prosessi 30 toistetaan samoilla parametrien arvoilla.

Esimerkki 7

Konvertteriin kaadetaan 162 t rautaa, jonka koostumus on sama kuin edellä esimerkeissä 5 ja 6. Kuonan • lämpötila on 1 275°C. Ennen kaatamista konvertteriin lai- 35 tetaan 1,6 t (1 %) teräsromua.

n 23 82485

Ylhäältä puhallettavan hapen syöttönopeus on 3 2 2,5 m /(t-min); metallin ominaispinta-ala on 20 m /t.

Kolmen minuutin (15 % puhallusajasta) puhalluksen jälkeen lisätään 9,6 t (6 %) hilsettä ja puhallusta jat- 5 ketään.

Puhalluksen päättyessä metalli sisältää 0,62 % C ja 0,04 % V sen lämpötilan ollessa 1 580°C. Vanadiinin kuonautumisaste on 92,4 %. Kuona sisältää 27,8 paino-% vanadiinioksidia, 17,4 paino-% piioksidia, 8,0 paino-% 10 mangaanioksidia, 9,2 paino-% titaanioksidia, 3,1 paino-% kromioksidia, 1,6 paino-% kalsiumoksidia, 3,6 paino-% rautametallirakeita ja loppuosan rautaoksidia.

Kuonan mineraloginen koostumus pysyy samana; muodoltaan säännöllisen spinellidin raekoko on 60 - 80 ^um.

15 Kahden kuonankeräyssyklin jälkeen kuonan laatuomi naisuudet pysyvät muuttumattomina.

Esimerkki 8

Konvertteriin kaadetaan 160 t vanadiinipitoista rautaa, jonka koostumus ja lämpötila ovat samoja kuin on 20 esitetty edellisessä esimerkissä 7. Ennen kaatamista konvertteriin laitetaan 20 t teräsromua ja 1,4 t (60 % koko sulatukseen käytettävästä määrästä) kalkkia, jota käyte- 3 tään sulatukseen. Puhallus suoritetaan nopeudella 3,0 m / 2 (t-min) metallikylvyn ominaispinta-alan ollessa 0,20 m /t. 25 Puhalluksen päättyessä 1 620°C:n lämpötilassa metalli sisältää 0,28 paino-% C, 0,04 paino-% V ja 0,026 paino-% P. Kuona sisältää 20,2 paino-% vanadiinioksidia, 18,1 paino-% kalsiumoksidia, 17,9 paino-% piioksidia, 2 paino-% rau-tarakeita ja loppuosan Mn:n, Ti:n, Cr:n, Mg:n ja Fe:n 30 oksideja. Kuonan emäksisyys on 1,0. Vanadiinin kuonautumisaste on 92,5 %. Kuona jätetään osaksi konvertteriin seuraavaa sulatusta varten.

Esimerkki 9

Tuotetaan vanadiinikuonaa, jonka emäksisyys on 35 1,4, samoilla parametrien arvoilla kuin edellä esimer keissä 7 ja 8 lisäten yhdessä romun kanssa 1,6 t (70 % 2« 82485 koko sulatukseen kuluvasta määrästä) kalkkia. Saadaan kuonaa, joka sisältää 18,2 paino-% vanadiinioksidia, 30 paino-% kalsiumoksidia, 15 paino-% piioksidia, 10 paino-% mangaanioksidia, 2,1 paino-% kromioksidia, 9,6 5 paino-% titaanioksidia, 2 paino-% rautarakeita ja loppuosan rautaoksidia. Vanadiinin kuonautumisaste prosessin lopussa lämpötilan ollessa 1 600°C on 92,5 %.

Esimerkki 10 20 t:iin konvertterissa olevaa rautaa, jolla on 10 edellä esimerkissä 7 mainittu koostumus, puhalletaan yl- 3 häältä happea hapen syöttönopeuden ollessa lm/(t*min); happea puhalletaan myös alhaalta "putki putkessa" -suut- timien läpi [2 m^/(t-min)J metallin ominaispinta-alan ol-2 lessa 0,3 m /t. Ennen raudan kaatamista konvertteriin 15 laitetaan romua (10 % raudan massasta) yhdessä kalkkikiven (65 % koko sulatukseen kuluvasta määrästä) kanssa.

Puhalluksen päättyessä kuonan emäksisyys on 1,2 ja kuonan aineosien osuudet seuraavia: 30 paino-% kalsiumoksidia, 25 paino-% piioksidia, 17,4 paino-% vana-20 diinioksidia, 18,4 paino-% Mn:n, Cr:n ja Ti:n oksideja, 2,0 paino-% rautarakeita ja loppuosa rautaoksidia.

Metallin lämpötila on 1 620°C ja se sisältää 0,44 % C, 0,04 % V ja 0,028 % P.

Esimerkki 11 25 Konvertteriin kaadetaan 20 t rautaa, jonka koos tumus on sama ja lämpötila on sama kuin on esitetty esi- 3 merkissä 7. Puhallus suoritetaan nopeudella 3 m /(t*min) 2 ja metallikylvyn ominaispinta-alan ollessa 0,3 m /t.

Saavutettaessa metallissa 0,3 %:n hiilipitoisuus 30 1 600°C:n lämpötilassa puhallus katkaistaan ja sen jäl keen metalliin puhalletaan alhaalta argonia nopeudella 3 0,2 m /(t*min) kahden minuutin ajan. Hapen puhalluksen päättyessä metallin vanadiinipitoisuus on 0,04 %; argon-;· puhalluksen jälkeen hiilipitoisuuden ollessa 0,25 % me- 35 tallin vanadiinipitoisuus kohoaa 0,05 %:iin.

Il 25 82485

Ennen argonpuhallusta vanadiinikuona sisältää 24,8 paino-% vanadiinioksidia, 14,2 paino-% piioksidia, 3,6 paino-% rautarakeita, 6,2 paino-% kalsiumoksidia, 24,2 paino-% rautaoksidia ja loppuosan Mn:n, Cr:n ja Ti:n 5 oksideja.

Argonpuhalluksen jälkeen kuona sisältää 26,8 pai-no-% vanadiinioksidia, 14,1 paino-% piioksidia, 3,8 paino-% rautarakeita, 6,4 paino-% kalsiumoksidia, 18,6 paino-% rautaoksidia ja loppuosan Mn:n, Cr:n ja Ti:n okside-10 ja. Vanadiinin kuonautumisaste on 89,5 %.

Teollinen käyttökelpoisuus Tällä keksinnöllä voi olla käyttöä ferrometallur-giassa titaani-magnetiittimalmien jalostamisessa metallurgisia menetelmiä, joihin liittyy raudan ja vanadiinin 15 talteenotto mainituista malmeista, käyttäen.

Sellaisessa jalostuksessa syntyvä vanadiinipitoi-nen masuunirauta puhallushapetetaan konverttereissa va-nadiinikuonan, jolla on vaadittava kemiallinen, minera-loginen ja granulometrinen koostumus, aikaansaamiseksi.

20 Keksinnön mukainen menetelmä parantaa vanadiinikuonan laatua, jota kuonaa käytetään paitsi vanadiinipentoksi-din tuottamiseen myös seostusaineosana raudan, teräksen ja muiden lejeerinkien seostamiseksi suoraan vanadiinilla.

Keksinnön mukainen menetelmä edellyttää suhteel-25 lisen yksinkertaista laitteistoa ja voidaan toteuttaa menestyksellisesti olemassa olevissa konvertterilaitok-sissa, joissa käsitellään vanadiinipitoista rautaa.

Tämän menetelmän samoin kuin kuonien, joilla on tässä esitetty koostumus, käyttö takaa lähtöreagenssien 30 huomattavan säästön.

35

Claims (5)

26 82485

1. Menetelmä vanadiinipitoisen kuonan valmistamiseksi, joka käsittää mineraalikompponentteina spinel-5 lidiä, lasia, pyrokseeneja ja oliviineja; ja lisäksi vanadiinin, piin, mangaanin, kromin, titaanin, raudan ja kalsiumin oksideja sekä rautametallirakeita, jotka sisältävät liuennutta hiiltä, kaatamalla konvertteriin van-diinipitoista rautaa, lisäämällä sulatusta edistäviä ai-10 neita ja puhaltamalla kaasumaista hapetinta sulaan rautaan välituotteen tai teräksen ja vanadiinipitoisen kuonan saamiseksi, tunnettu siitä, että vanadiini-pitoisena rautana käytetään rautaa, jonka koostumus on seuraava: 15 vanadiinia 0,35 - 0,90 paino-% hiiltä 3,8 - 4,8 paino-% piitä 0,05 - 0,35 paino-% mangaania 0,12 - 0,35 paino-% titaania 0,07 - 0,38 paino-% 20 kromia 0,03 - 0,42 paino-% fosforia 0,02 - 0,10 paino-% kuparia 0,04 - 0,32 paino-% nikkeliä 0,04 - 0,32 paino-% kobolttia 0,001 - 0,12 paino-% 25 rautaa loput että sulaan rautaan puhalletaan hapetinta syöttönopeudel-la 1,5 - 3,0 m3/t*min (laskettuna kaasumaisena happena) sulan metallin lämpötilassa, joka on 1 180 - 1 300 °C puhalluksen alussa ja 1 400 - 1 650 °C puhalluksen lop-30 puvaiheessa ja että sulan metallin yläpinnan ominaispin-ta-ala on 0,13 - 0,30 m2/t, jolloin saadaan kuona, jonka kemiallinen koostumus on seuraava: vanadiinioksidia 16 - 30 paino-% piioksidia 10 - 24 paino-% 35 mangaanioksidia 6-14 paino-% 27 82485 kromioksidia 1-12 paino-% titaanioksidia 6-14 paino-% kalsiumoksidia 0,3 - 30,0 paino-% metallista rautaa 2-20 paino-% 5 rautaoksidia loput ja joka käsittää seuraavat mineraalit: spinellidiä 40 - 70 paino-% lasia 2-10 paino-% pyrokseenaja ja oli-10 viinejä loput ja että spinellidirakeilla on säännöllinen geometrinen muoto ja 25 - 80 pm hiukkaskoko.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valmistetaan kuona, jonka 15 kemiallinen koostumus on seuraava: vanadiinioksidia 18 - 30 paino-% piioksidia 11 - 23 paino-% mangaanioksidia 6-12 paino-% kromioksidia 6-12 paino-% 20 titaanioksidia 6-12 paino-% kalsiumoksidia 0,5 - 5,0 paino-% alkalimetallioksidia 1,5 - 9,0 paino-% hiiltä 0,1 - 2,0 paino-% metallista rautaa 2-8 paino-% 25 rautaoksidia loput

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaan lisätään ennen ha-pettimen puhallusta kuonaa muodostavaa seosta, joka sisältää seuraavia komponentteja: 30 raskaita, vanadiinia sisältäviä hiilivetyjä 0,5 - 6,0 paino-% vanadiinipitoisen kuonan magneettista 35 jaetta 5-20 paino-% valssihilsettä loput 28 82485

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaan lisätään ennen ha-pettimen puhallusta 1-4 paino-% teräsromua laskettuna raudan määrästä ja, sen jälkeen kun 15 - 25 % puhal- 5 lusajasta on kulunut, 4,5 - 6,0 paino-% hehkuhilsettä.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vanadiinipitoisen kuonan emäksisyys pidetään puhalluksen aikana alueella 1,0 - 1,4 lisäämällä 60 - 70 % kalsiumia sisältävistä lisäaineista. Il 29 82485