RU2009252C1

RU2009252C1 - Burden for smelting an iron-vanadium-silicon-manganese-bearing master alloy

Info

Publication number: RU2009252C1
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Гладышев; С.П. Кошелев; А.С. Белкин; Г.С. Колганов; Е.М. Рабинович; В.Т. Комаров
Original assignee: Акционерное общество "Ванадий Тулачермет"
Priority date: 1991-12-26
Filing date: 1991-12-26
Publication date: 1994-03-15

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: burden characterized in that it uses solid blast-furnace gas purification products of blast-furnace ferromanganese production as carbonaceous reducing agent. The burden contains (in % by mass): converter vanadium slag 18.9-7.6; ferrosilicon 9.0-10.5; solid blast-furnace gas purification products of blast-furnace ferromanganese production 39.7-53.5, lime - the balance. The burden of the invention enables the production of a master alloy containing (in % by mass): Mn 84.0-51.2; V 3.4-6.8; Si 14.4-16.5; C 0.7-1.0; Cu 0.6-0.9; Ti 0.5-0.9; Fe - the balance. EFFECT: reduced loss of vanadium for 12-20% , improved ecological conditions of ferroalloys production. 2 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к составам шихт, используемых в ферросплавном производстве для получения комплексных ферросплавов, в частности железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры. The invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly, to the compositions of the charges used in the ferroalloy production for complex ferroalloys, in particular iron-silicon-manganese-containing alloys.

Известен способ выплавки ванадиймарганецсодержащей лигатуры из обогащенного конвертерного ванадиевого шлака, получаемого восстановлением железа из ванадийсодержащего шлакоизвесткового расплава основностью 2,5-4,0 высокоуглеродистым ферромарганцем при массовом его отношении к шлакоизвестковому расплаву 0,4-1,0 [1] . A known method of smelting vanadium-manganese-containing ligature from enriched converter vanadium slag obtained by reducing iron from a vanadium-containing slag-lime melt with a basicity of 2.5-4.0 high-carbon ferromanganese with a mass ratio of 0.4-1.0 to slag-lime melt [1].

Основной недостаток этого технического решения заключается в использовании дорогостоящего дефицитного ферромарганца. При этом марганец сначала окисляют и переводят в шлак, а затем восстанавливают и переводят в лигатуру, что сопровождается потерями ценного легирующего элемента. The main disadvantage of this technical solution is the use of expensive scarce ferromanganese. In this case, manganese is first oxidized and converted to slag, and then reduced and converted to ligature, which is accompanied by the loss of a valuable alloying element.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является шихта [2] для выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры (ферросиликованадия) содержащая конвертерный ванадиевый шлак, известь, 75% -ный ферросилиций, плавиковый шпат и пековый кокс при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Конвертерный ванадиевый шлак 41 Известь 41 75% -ный ферросилиций 15,2 Плавиковый шпат 1,3 Пековый кокс 1,5
Основной недостаток известной шихты заключается в том, что она не обеспечивает получение лигатуры с содержанием марганца более 8% , а отношение (Мn: Y) в ней находится в пределах 0,4-1,0, в то время как для раскисления и легирования большого количества марок стали требуется комплексная лигатура с отношением (Мn: Y) на уровне 5-15. К таким маркам стали, в частности, относятся строительная, конструкционная, рельсовая, пружинно-рессорная и другие стали.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a mixture [2] for the smelting of iron-vanadium-silicon-manganese-containing ligatures (ferrosilicon vanadium) containing converter vanadium slag, lime, 75% ferrosilicon, fluorspar and pitch coke in the following ratio of components. %:
Converter vanadium slag 41 Lime 41 75% ferrosilicon 15.2 Fluorspar 1.3 Pitch coke 1.5
The main disadvantage of the known mixture is that it does not provide ligatures with a manganese content of more than 8%, and the ratio (Mn: Y) in it is in the range 0.4-1.0, while for deoxidation and alloying of large the number of steel grades requires a comprehensive ligature with a ratio (Mn: Y) of 5-15. Such steel grades, in particular, include construction, structural, rail, spring-spring and other steels.

Кроме этого, при выплавке лигатуры с использованием известной шихты относительно велики потери ванадия со сливным отвальным шлаком, достигающие 2,5-15 кг/т лигатуры. In addition, when smelting the ligature using a known charge, the losses of vanadium with discharge waste slag are relatively large, reaching 2.5-15 kg / t of ligature.

Не решаются также вопросы расширения сырьевой базы марганцевого производства и улучшения экологических условий. The issues of expanding the raw material base of manganese production and improving environmental conditions are also not being addressed.

Целью изобретения является увеличение содержания марганца в лигатуре, уменьшение потерь ванадия, расширение сырьевой базы ферросплавного производства и улучшение его экологических условий. The aim of the invention is to increase the manganese content in the ligature, reduce vanadium losses, expand the raw material base of ferroalloy production and improve its environmental conditions.

Поставленная цель достигается тем, что в известную шихту, включающую конвертерный ванадиевый шлак, известь, углеродистый восстановитель и ферросилиций, углеродистый восстановитель введен в виде твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Конвертерный вана- диевый шлак 18,9-7,6 Ферросилиций 9-10,5
Твердые продукты очистки
колошникового газа домен-
ного производства фер- ромарганца 39,7-53,5 Известь Остальное
Отличительных признаков, присущих предлагаемой шихте, в других технических решениях не выявлено, что дает основание считать предложенное техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".This goal is achieved by the fact that in the known charge, including converter vanadium slag, lime, carbon reducing agent and ferrosilicon, the carbon reducing agent is introduced in the form of solid products for purification of blast furnace gas of blast furnace production of ferromanganese in the following ratio of components, wt. %:
Converter vanadium-slag 18.9-7.6 Ferrosilicon 9-10.5
Solid Cleaning Products
top gas domain
production of ferromanganese 39.7-53.5 Lime Else
Distinctive features inherent in the proposed mixture, in other technical solutions are not identified, which gives reason to consider the proposed technical solution to meet the criterion of "significant differences".

Использование в качестве углеродистого восстановителя твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца (колошниковой пыли и шлама) направлено на решение трех основных задач: замена дефицитного кокса углеродсодержащими отходами; увеличение содержания марганца в шихте; улучшение экологических условий доменного производства ферромарганца. The use of solid blast furnace gas purification products of blast furnace production of ferromanganese (blast furnace dust and sludge) as a carbon reducing agent is aimed at solving three main problems: replacing scarce coke with carbon-containing waste; an increase in the content of manganese in the mixture; improving environmental conditions for blast furnace production of ferromanganese.

Массовое соотношение компонентов в предлагаемой шихте определено экспериментально и обеспечивает получение лигатуры с регулируемым, в пределах 5-15, отношением марганца к ванадию. The mass ratio of the components in the proposed mixture is determined experimentally and provides ligatures with adjustable, within 5-15, the ratio of manganese to vanadium.

При содержании конвертерного ванадиевого шлака менее 7,6% и твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца более 53,5% массовое отношение (Мn: Y) в лигатуре превышает 15. Использование такой лигатуры требует дополнительного ввода в сталь феррованадия. When the content of converter vanadium slag is less than 7.6% and solid blast furnace gas purification products of blast furnace ferromanganese production is more than 53.5%, the mass ratio (Mn: Y) in the ligature exceeds 15. The use of such a ligature requires additional introduction of ferrovanadium into steel.

При содержании конвертерного ванадиевого шлака более 18,9% и твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца менее 39,7% массовое отношение (Мn: Y) в лигатуре менее 5. Использование такой лигатуры требует дополнительного ввода в сталь ферромарганца. Дополнительный ввод в сталь ферросплавов приводит к увеличению угара легирующих элементов, повышению расхода ферросплавов и удорожанию стали. При содержании ферросилиция в шихте менее 9% существенно увеличивается содержание оксидов железа, марганца и ванадия в сливном отвальном шлаке. Соответственно возрастают потери этих элементов и уменьшается выход годной лигатуры. When the content of converter vanadium slag is more than 18.9% and solid blast furnace gas purification products of blast furnace ferromanganese production are less than 39.7%, the mass ratio (Mn: Y) in the ligature is less than 5. The use of such a ligature requires additional introduction of ferromanganese into the steel. An additional introduction of ferroalloys into steel leads to an increase in the burning of alloying elements, an increase in the consumption of ferroalloys, and an increase in the cost of steel. When the content of ferrosilicon in the charge is less than 9%, the content of iron, manganese, and vanadium oxides in the waste dump slag substantially increases. Accordingly, the loss of these elements increases and the yield of suitable ligatures decreases.

При содержании ферросилиция в шихте более 10,5% содержание оксидов железа, марганца и ванадия в сливном отвальном шлаке практически не уменьшается, а абсолютные потери этих элементов увеличиваются за счет некоторого повышения кратности шлака. When the content of ferrosilicon in the charge is more than 10.5%, the content of iron, manganese and vanadium oxides in the dump waste slag practically does not decrease, and the absolute loss of these elements increases due to a slight increase in the slag ratio.

Ниже приведены примеры конкретного технического осуществления технологии выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры с использованием предлагаемой шихты в 6 т дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой. The following are examples of specific technical implementation of the technology for smelting iron-vanadium-silicon-manganese-containing ligatures using the proposed charge in 6 tons of an electric arc furnace with magnesite lining.

Составы предлагаемой шихты при граничных и запредельных значениях ее компонентов приведены в табл. 1. The compositions of the proposed mixture with boundary and transcendental values of its components are given in table. 1.

Для получения 1 т лигатуры в печь загружают 3475-4320 кг смеси шихтовых материалов из 660-330 кг конвертерного ванадиевого шлака, 1380-2310 кг твердых продуктов очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца, 325-430 кг 75% -ного ферросилиция и 1110-1250 кг извести. To obtain 1 ton of ligature, 3475-4320 kg of a mixture of charge materials from 660-330 kg of converter vanadium slag, 1380-2310 kg of solid flue gas purification products of blast furnace production of ferromanganese, 325-430 kg of 75% ferrosilicon and 1110-1250 are loaded into the furnace kg of lime.

Конвертерный ванадиевый шлак содержит 31,5% Fе_общ, 18,5% Y₂О₅, 9,4% МnО, 2,2% Сr₂О₃, 8,2% ТiО₂, 2,5% СаО, 18,2% SiО₂, 2,1% МgО, 2,2% Аl₂О₃.Converter vanadium slag contains 31.5% Fe _total , 18.5% Y ₂ O ₅ , 9.4% MnO, 2.2% Cr ₂ O ₃ , 8.2% TiO ₂ , 2.5% CaO, 18, 2% SiO ₂ , 2.1% MgO, 2.2% Al ₂ O ₃ .

Твердые продукты очистки колошникового газа доменного производства ферромарганца содержат 3,59% Fе_общ, 21,5% Мn_общ, 11,65% SiО₂, 3,25% Аl₂О₃, 9,85% СаО, 1,26% МgО, 8,63% С.Solid blast furnace gas purification products of blast furnace ferromanganese production contain 3.59% Fe _total , 21.5% Mn _total , 11.65% SiO ₂ , 3.25% Al ₂ O ₃ , 9.85% CaO, 1.26% MgO , 8.63% C.

После расплавления шихтовых материалов производят перемешивание металлического и шлакового расплавов и обрабатывают шлак порошкообразным или гранулированным алюминием в количестве 20-30 кг/т сплава. After melting the charge materials, the metal and slag melts are mixed and the slag is treated with powdered or granular aluminum in an amount of 20-30 kg / t of alloy.

Лигатура содержит 34,0-51,2% Мn, 3,4-6,8% V, 14,4-16,5% Si, 0,7-1,0% С, 0,6-0,9% Сr, 0,5-0,9% Тi, остальное - Fе. The ligature contains 34.0-51.2% Mn, 3.4-6.8% V, 14.4-16.5% Si, 0.7-1.0% C, 0.6-0.9% Cr, 0.5-0.9% Ti, the rest is Fe.

Отношение (Мn: Y) в лигатуре находится в пределах 5-15. The ratio (Mn: Y) in the ligature is in the range of 5-15.

Сливают отвальный шлак, содержащий 0,39-0,46% FеО, 0,42-0,53% МnО, 0,15-0,20% V₂О₅, 0,12-0,20% Сr₂О₃, 0,42-0,48% СаС₂, 56,4-57,6% СаО, 27,0-28,8% SiО₂, 0,57-1,35% ТiО₂, 3,5-5,0 Аl₂О₃, 6,3-8,5% МgО и выпускают лигатуру.Dump the slag containing 0.39-0.46% FeO, 0.42-0.53% MnO, 0.15-0.20% V ₂ O ₅ , 0.12-0.20% Cr ₂ O ₃ , 0.42-0.48% CaC ₂ , 56.4-57.6% CaO, 27.0-28.8% SiO ₂ , 0.57-1.35% TiO ₂ , 3.5-5, 0 Al ₂ About ₃ , 6.3-8.5% MgO and release the ligature.

Основные технико-экономические показатели процесса выплавки железованадийкремниймарганецсодержащей лигатуры при использовании известной и предлагаемой шихт приведены в табл. 2. The main technical and economic indicators of the process of smelting iron-vanadium-silicon-manganese-containing master alloys using well-known and proposed blends are given in table. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что использование предлагаемой шихты обеспечивает, по сравнению с известной шихтой: получение лигатуры с регулируемым, в пределах 5-15, отношением марганца к ванадию; снижение потерь ванадия со сливным отвальным шлаком с 2,5 до 2,0-2,2 кг/т лигатуры, т. е. на 12-20% . From the above table. 2 data shows that the use of the proposed charge provides, in comparison with the known charge: obtaining a ligature with an adjustable, within 5-15, the ratio of manganese to vanadium; reduction of vanadium losses with waste dump slag from 2.5 to 2.0-2.2 kg / t of ligature, i.e. by 12-20%.

Из приведенных в табл. 2 данных видно также, что с точки зрения достижения поставленной цели заявленные пределы содержания компонентов шихты являются оптимальными. From the above table. 2 data also shows that from the point of view of achieving this goal, the stated limits of the content of the components of the charge are optimal.

При меньших и больших значениях заявленных параметров шихты не достигается требуемое соотношение между марганцем и ванадием в лигатуре и увеличиваются потери этих элементов со сливным отвальным шлаком. At lower and higher values of the declared parameters of the charge, the required ratio between the manganese and vanadium in the ligature is not achieved and the losses of these elements with the waste dump slag increase.

Использование предлагаемой шихты обеспечивает также улучшение экологических условий производства доменного ферромарганца. (56) Авторское свидетельство СССР N 1613503, кл. С 22 С 33/04, 1989. The use of the proposed mixture also provides improved environmental conditions for the production of blast furnace ferromanganese. (56) Copyright certificate of the USSR N 1613503, cl. C 22 C 33/04, 1989.

М. А. Рысс "Производство ферросплавов. М. , "Металлургия", 1985, с. 303. M. A. Ryss "Production of Ferroalloys. M.," Metallurgy ", 1985, p. 303.

Claims

Batch for smelting of iron-silicon-manganese-containing alloys, including converter vanadium slag, lime, ferrosilicon and a carbon reducing agent, characterized in that it contains solid refining products of blast furnace gaseous gas during the following production of ferromagnet as a carbon reducing agent. %:
Converter vanadium slag 18.9 - 7.6
Ferrosilicon 9.0 - 10.5
Solid blast furnace gas purification products of blast furnace production of ferromanganese 39.7 - 53.5
Lime Else