RU2139939C1 - Sponge iron - Google Patents

Sponge iron Download PDF

Info

Publication number
RU2139939C1
RU2139939C1 RU98121275A RU98121275A RU2139939C1 RU 2139939 C1 RU2139939 C1 RU 2139939C1 RU 98121275 A RU98121275 A RU 98121275A RU 98121275 A RU98121275 A RU 98121275A RU 2139939 C1 RU2139939 C1 RU 2139939C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
vanadium
sponge iron
oxides
met
Prior art date
Application number
RU98121275A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Лунегов
С.Е. Лазуткин
А.П. Огуречников
Б.А. Марсуверский
С.С. Лазуткин
Г.А. Зинягин
Original Assignee
Корпорация С и В
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Корпорация С и В filed Critical Корпорация С и В
Priority to RU98121275A priority Critical patent/RU2139939C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2139939C1 publication Critical patent/RU2139939C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy; applicable in production of steel microalloyed with vanadium, and vanadium slag used in production of ferroalloys and alloying compositions. SUBSTANCE: sponge iron contains, wt.%: SiO2 4.4-5.4; Al2O3 3.2-3.6; CaO 1.6-2.3; MgO 3.2-3.6; TiO2 3.3-3.7; N2O5 0.7-0.9; P2O5 0.010-0.015; S 0.004-0.015; iron oxides 3.2-7.9; C 2.0-3.5 the balance, metallic iron. Maintained in sponge iron is ratio Fe metallic/Fe total + 0.075C = 1.03-1.17. Said composition of sponge iron is characterized by high degree of metallization equalling 0.92-0.97, satisfactory metallurgical properties allowing use of it in electric furnace without preliminary pelletizing and high content of carbon that intensifies assimilation of vanadium in course of heat and results in quality vanadium slag suitable in smelting of ferroalloys. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано для производства стали, микролегированной ванадием, и ванадиевого шлака, применяемого в дальнейшем для производства ферросплавов и лигатур. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used for the production of steel, microalloyed with vanadium, and vanadium slag, which is further used for the production of ferroalloys and alloys.

Известен состав губчатого железа, используемого для изготовления высокопрочных отливок и получения фосфатных шлаков, и содержащего 0,1 - 0,5% V2O5, 0,1 - 0,7% TiO2, 1,0 - 5,0% P2O5, 0,5 - 5,0% C и 25,8 - 99,5 Feмет (1).The known composition of spongy iron used for the manufacture of high-strength castings and the production of phosphate slag, and containing 0.1 - 0.5% V 2 O 5 , 0.1 - 0.7% TiO 2 , 1.0 - 5.0% P 2 O 5 , 0.5 - 5.0% C and 25.8 - 99.5 Fe met (1).

Недостатком этого губчатого железа является недостаточное для выплавки легированной ванадием стали содержание окислов ванадия. Кроме того, содержание металлического железа изменяется в широком интервале и процесс выплавки стали из губчатого железа с низким содержание железа металлического связан со значительным снижением производительности электропечи. The disadvantage of this sponge iron is the insufficient content of vanadium oxides for the smelting of vanadium steel. In addition, the content of metallic iron varies over a wide range and the process of smelting steel from sponge iron with a low content of metallic iron is associated with a significant decrease in the productivity of the electric furnace.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является губчатое железо, получаемое из неофлюсованных окатышей Качканарского ГОКа, содержащее, мас. %: 65,5 - 70,0 Feмет, 11,0 - 14,0 FeO, 1,4 - 2,0 C, 1,5-2,4 CaO, 2,8 - 3,2 MgO, 2,4 - 2,6 TiO2, 4,2 - 5,5 SiO2, 2,8 - 3,2 Al2O3, 0,7 - 0,8 V2O5, 0,010-0,015 P2O5, 0,004 -0,006 S, а также окислы железа при отношении железа металлического к общему железу Feмет/Feобщ = 0,84 - 0,91 (2).The closest in technical essence and the achieved result is spongy iron, obtained from the non-fluxed pellets of the Kachkanarsky GOK, containing, by weight. %: 65.5 - 70.0 Fe meth , 11.0 - 14.0 FeO, 1.4 - 2.0 C, 1.5-2.4 CaO, 2.8 - 3.2 MgO, 2, 4 - 2.6 TiO 2 , 4.2 - 5.5 SiO 2 , 2.8 - 3.2 Al 2 O 3 , 0.7 - 0.8 V 2 O 5 , 0.010-0.015 P 2 O 5 , 0.004-0.006 S, as well as iron oxides with the ratio of metallic iron to total iron Fe met / Fe total = 0.84 - 0.91 (2).

Недостатком известного губчатого железа является низкая степень металлизации (Feмет/Feобщ), малое содержание углерода и высокое количество мелких фракций 5-0 мм, достигающее 20%.A disadvantage of the known sponge iron is a low metallization degree (Fe met / Fe total ), a low carbon content and a high amount of fine fractions of 5-0 mm, reaching 20%.

Технической задачей изобретения является повышение степени металлизации и выхода товарной продукции (класса выше 5 мм) и увеличение степени усвоения железа и ванадия в процессе выплавки стали в электропечи. An object of the invention is to increase the degree of metallization and yield of commercial products (class above 5 mm) and increase the degree of assimilation of iron and vanadium in the process of steelmaking in an electric furnace.

Поставленная задача достигается тем, что в губчатом железе, содержащем SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, V2O5, P2O5, S, C, Feмет и окислы железа, ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 - 4,4-5,4
Al2O3 - 3,2-3,6
CaO - 1,6-2,3
MgO - 3,2-3,6
TiO2 - 3,3 - 3,7
V2O5 - 0,7 - 0,9
P2O5 - 0,010-0,015
Окислы Fe - 3,2-7,9
S - 0,004-0,015
C - 2,0 - 3,5
Feмет - Остальное
при этом отношение Feмет/Feобщ и содержание углерода в губчатом железе связаны следующим соотношением Feмет/Feобщ + 0,057 C = 1,03 - 1,17.
The problem is achieved in that in a spongy iron containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2 , V 2 O 5 , P 2 O 5 , S, C, Fe met and iron oxides, the ingredients are taken in the following ratio, wt.%:
SiO 2 - 4.4-5.4
Al 2 O 3 - 3.2-3.6
CaO - 1.6-2.3
MgO - 3.2-3.6
TiO 2 - 3.3 - 3.7
V 2 O 5 - 0.7 - 0.9
P 2 O 5 - 0.010-0.015
Fe oxides - 3.2-7.9
S - 0.004-0.015
C - 2.0 - 3.5
Fe Met - Else
the ratio of Fe met / Fe total and the carbon content in the spongy iron are related by the following ratio of Fe met / Fe total + 0.057 C = 1.03 - 1.17.

Предлагаемое губчатое железо отличается от известных составов повышенным содержанием углерода, а также иным количеством амфотерных окислов (TiO2, Al2O3 и MgO), наличие которых в губчатом железе является известным. Однако, предлагаемое количество этих ингредиентов в составе губчатого железа придает ему такие свойства, которые не проявляются в известных решениях. Так, повышенное количество тугоплавких амфотерных окислов предотвращает от разрушения гранулы в низкотемпературных зонах восстановления высших окислов железа с образованием металлического каркаса и, как следствие, обуславливает повышение выхода годного продукта и увеличение степени металлизации. Известно, что в структуре металлизованных окатышей окислы титана представлены микровключениями размером до 5 мкм, равномерно распределенными в зернах восстановленного железа (2, с. 31), которые вступают в реакцию с углеродом (3, с.7 - 12). В данном случае повышенное содержание TiO2 способствует образованию карбидов титана в больших количествах и увеличению содержания углерода в губчатом железе. Так, увеличение содержания окислов титана до 3,7% позволит получить губчатое железо с повышенным до 3,5% углерода. Другим важным аспектом изобретения является сбалансированное содержание в губчатом железе металлического железа, его окислов, окислов ванадия и углерода. При значении (Feмет/Feобщ + 0,057 C) = 1,03 - 1,17 достигается оптимальная степень усвоения ванадия в процессе плавки губчатого железа, равная 85 - 90%, что позволит получить товарный ванадиевый шлак. При значении этого соотношения меньше 1,03 степень усвоения ванадия снижается и не достигает указанных желаемых 85-90%, а при увеличении соотношения более 1,17 содержание углерода превысит 3,5%, что потребует дополнительной продувки расплава кислородом для доведения стали до оптимального химического состава. Кроме того, повышенное содержание углерода в губчатом железе приведет к выделению слишком большого количества газа в процессе плавки и выплескиванию расплава из печи.The proposed sponge iron differs from the known formulations in the increased carbon content, as well as in a different amount of amphoteric oxides (TiO 2 , Al 2 O 3 and MgO), the presence of which in the sponge iron is known. However, the proposed amount of these ingredients in the composition of spongy iron gives it properties that are not manifested in known solutions. Thus, an increased amount of refractory amphoteric oxides prevents the destruction of granules in low-temperature zones of reduction of higher iron oxides with the formation of a metal skeleton and, as a result, leads to an increase in the yield of the product and an increase in the degree of metallization. It is known that in the structure of metallized pellets, titanium oxides are represented by microinclusions up to 5 μm in size, uniformly distributed in the grains of reduced iron (2, p. 31), which react with carbon (3, p. 7 - 12). In this case, an increased content of TiO 2 promotes the formation of titanium carbides in large quantities and an increase in the carbon content in the spongy iron. Thus, an increase in the content of titanium oxides to 3.7% will make it possible to obtain sponge iron with a carbon content increased to 3.5%. Another important aspect of the invention is the balanced content of metallic iron, oxides, vanadium and carbon oxides in the spongy gland. When the value of (Fe meth / Fe total + 0.057 C) = 1.03 - 1.17, the optimum degree of assimilation of vanadium in the process of melting sponge iron is reached, which is 85 - 90%, which will make it possible to obtain commercial vanadium slag. With a value of this ratio less than 1.03, the degree of assimilation of vanadium decreases and does not reach the desired 85-90%, and with an increase in the ratio of more than 1.17, the carbon content will exceed 3.5%, which will require additional purging of the melt with oxygen to bring the steel to the optimum chemical composition. In addition, the increased carbon content in the spongy iron will lead to the release of too much gas during the smelting process and the melt will spill out of the furnace.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Для экспериментальной проверки заявляемого состава были составлены 14 смесей. В соответствии с изобретением в качестве рудной части использовали концентрат Гусево-Горского месторождения, к которому добавляли концентрат Качканарского месторождения в количестве 5 - 10%, что обеспечивает повышение содержания окислов алюминия, титана и магния в смеси. Компоненты смешивали, увлажняли до 8,5 - 9,0% и окомковывали. Полученные окатыши обжигали при температуре 1350 - 1370oC, регулируя соотношения рудных и шлаковых минералов путем окисления магнетита при подогреве и диссоциации гематита при обжиге. Для сравнения были приготовлены окатыши из концентрата Лебединского ГОКа. Из обожженных окатышей удаляли класс менее 5 мм, а затем загружали их в обжиговую шахтную печь Оскольского электро-металлургического комбината и осуществляли металлизацию при температуре 900oC восстановительным газом следующего состава, мас.%: H2 57,4 - 68,4, CO 22,9 - 36,4, CO2 2,0 - 2,5, CH4 1,3 - 1,4, H2O остальное. Окатыши с добавкой концентрата Качканарского ГОКа и окатыши из концентрата Оленегорского ГОКа загружали в разные карманы одного контейнера и металлизовали совместно. Составы губчатого железа и их свойства (степень металлизации - fm, x100%, выход годной продукции - + 5 мм, пористость - П, % и прочность на сжатие - G, кг/окатыш) приведены в таблице. В примере 1 представлен состав и свойства губчатого железа, соответствующего наиболее близкому аналогу и полученного в печи Белорецкого металлургического комбината. Состав и свойства губчатого железа по изобретению представлены в примерах 2-9, 11 и 13, а состав и свойства губчатого железа из концентрата Лебединского ГОКа - в примерах 10, 12 и 14. Сравнение свойств губчатого железа по изобретению и прототипу (пример 1) показывает, что губчатое железо по изобретению имеет существенно большую пористость и степень металлизации, а также повышенный выход годной продукции, не требующей брикетирования перед плавкой в электропечи. Сравнение же свойств губчатого железа по изобретению и губчатого железа из концентрата Оленегорского ГОКа показывает, что несмотря на повышенную пористость, степень металлизации и прочность на сжатие, последнее науглеродилось в меньшей степени, т.к. практически не содержит окислов титана, что снижает степень усвоения ванадия в процессе электроплавки и отрицательно сказывается на качестве товарного ванадиевого шлака.The invention is illustrated by the following examples. For experimental verification of the claimed composition were made up of 14 mixtures. In accordance with the invention, the concentrate of the Gusevo-Gorsky deposit was used as the ore part, to which the concentrate of the Kachkanarsky deposit was added in an amount of 5-10%, which provides an increase in the content of aluminum, titanium and magnesium oxides in the mixture. The components were mixed, moistened to 8.5 - 9.0% and pelletized. The obtained pellets were fired at a temperature of 1350 - 1370 o C, adjusting the ratio of ore and slag minerals by oxidation of magnetite during heating and dissociation of hematite during firing. For comparison, pellets from Lebedinsky GOK concentrate were prepared. A less than 5 mm class was removed from the calcined pellets, and then they were loaded into the kiln of the Oskol Electro-Metallurgical Plant and metallized at a temperature of 900 o C with a reducing gas of the following composition, wt.%: H 2 57.4 - 68.4, CO 22.9 - 36.4, CO 2 2.0 - 2.5, CH 4 1.3 - 1.4, H 2 O the rest. Pellets with the addition of Kachkanarsky GOK concentrate and pellets from Olenegorsky GOK concentrate were loaded into different pockets of one container and metallized together. The compositions of sponge iron and their properties (metallization degree - fm, x100%, yield - + 5 mm, porosity - P,% and compressive strength - G, kg / pellet) are given in the table. Example 1 shows the composition and properties of sponge iron, corresponding to the closest analogue and obtained in the furnace of the Beloretsk metallurgical plant. The composition and properties of sponge iron according to the invention are presented in examples 2-9, 11 and 13, and the composition and properties of sponge iron from Lebedinsky GOK concentrate are shown in examples 10, 12 and 14. A comparison of the properties of sponge iron according to the invention and the prototype (example 1) shows that the spongy iron according to the invention has a significantly greater porosity and metallization degree, as well as an increased yield of products that do not require briquetting before melting in an electric furnace. A comparison of the properties of the sponge iron according to the invention and the sponge iron from the Olenegorsk GOK concentrate shows that despite the increased porosity, degree of metallization, and compressive strength, the latter was less carbonized since practically does not contain titanium oxides, which reduces the degree of assimilation of vanadium in the process of electric melting and adversely affects the quality of commercial vanadium slag.

Процесс прямого легирования стали ванадийсодержащим губчатым железом на Оскольском электро-металлургическом комбинате повышает сквозной коэффициент извлечения ванадия (от руды до стали) до 60 - 63% против 30 - 32% по схеме "руда - феррованадий". Использование предлагаемого губчатого железа позволит получить эффект как при производстве низколегированных сталей, так и при выпуске ферросплавов. The process of direct alloying of steel with vanadium-containing sponge iron at the Oskol Electro-Metallurgical Combine increases the through vanadium extraction coefficient (from ore to steel) to 60–63% against 30–32% according to the ore – ferrovanadium scheme. The use of the proposed sponge iron will provide an effect both in the production of low alloy steels and in the production of ferroalloys.

Использованная литература
1. Авторское свидетельство СССР N 872559, C 21 B 13/00, 1981.
References
1. USSR author's certificate N 872559, C 21 B 13/00, 1981.

2. Ровнушкин В.А. и др. "Бескоксовая переработка титаномагнетитовых руд", под редакцией Братчикова С.Г., М., "Металлургия", 1988. 247 с. 2. Rovnushkin V.A. and others. "Coke-free processing of titanomagnetite ores", edited by Bratchikova SG, M., "Metallurgy", 1988. 247 p.

3. Кипарисов С.С. и др., "Карбид титана. Получение, свойства, применение", М., "Металлургия", 1987, 216 с. 3. Kiparisov S.S. and others, "Titanium carbide. Obtaining, properties, application", M., "Metallurgy", 1987, 216 S.

Claims (1)

Губчатое железо для микролегирования стали и производства ванадиевого шлака, содержащее SiO2, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, V2O5, P2O5, S, C, Fe мет и окислы железа, отличающееся тем, что ингредиенты взяты в следующем соотношении, мас.%:
SiO2 - 4,4 - 5,4
Al2O3 - 3,2 - 3,6
CaO - 1,6 - 2,3
MgO - 3,2 - 3,6
TiO2 - 3,3 - 3,6
V2O5 - 0,7 - 0,9
P2O5 - 0,010 - 0,015
Окислы железа - 3,2 - 7,9
S - 0,004 - 0,015
С - 2,0 - 3,5
Fe мет - Остальное
при этом отношение Fe мет/Fe общ и содержание углерода в губчатом железе связаны между собой соотношением Fe мет/Fe общ + 0,057С = 1,03 - 1,17.
Sponge iron for microalloying steel and producing vanadium slag containing SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, TiO 2 , V 2 O 5 , P 2 O 5 , S, C, Fe met and iron oxides, characterized in that the ingredients are taken in the following ratio, wt.%:
SiO 2 - 4.4 - 5.4
Al 2 O 3 - 3.2 - 3.6
CaO - 1.6 - 2.3
MgO - 3.2 - 3.6
TiO 2 - 3.3 - 3.6
V 2 O 5 - 0.7 - 0.9
P 2 O 5 - 0.010 - 0.015
Iron oxides - 3.2 - 7.9
S - 0.004 - 0.015
C - 2.0 - 3.5
Fe Met - Else
the ratio Fe met / Fe total and the carbon content in the spongy iron are interconnected by the ratio of Fe met / Fe total + 0.057С = 1.03 - 1.17.
RU98121275A 1998-11-23 1998-11-23 Sponge iron RU2139939C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121275A RU2139939C1 (en) 1998-11-23 1998-11-23 Sponge iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121275A RU2139939C1 (en) 1998-11-23 1998-11-23 Sponge iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2139939C1 true RU2139939C1 (en) 1999-10-20

Family

ID=20212679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121275A RU2139939C1 (en) 1998-11-23 1998-11-23 Sponge iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2139939C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108642226A (en) * 2018-05-28 2018-10-12 中冶南方工程技术有限公司 Electric furnace duplex smelts sponge iron process for extracting vanadium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ровнушкин В.А. и др. Бескоксовая металлургия титаномагнетитовых руд./Под ред. Братчикова С.Г.-М.: Металлургия, 1988, с.200. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108642226A (en) * 2018-05-28 2018-10-12 中冶南方工程技术有限公司 Electric furnace duplex smelts sponge iron process for extracting vanadium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002543276A (en) How to process steelmaking slag
CN101492757B (en) Calcium-silicon alloy metallurgical material
US4731112A (en) Method of producing ferro-alloys
RU2399680C2 (en) Procedure for metallisation of titanium-magnesium concentrates at production of iron pellets and titanium-vanadium slag
JPH06172916A (en) Manufacturing of stainless steel
RU2139939C1 (en) Sponge iron
CN115404339B (en) Method for developing and utilizing oolitic high-phosphorus iron ore
US3947267A (en) Process for making stainless steel
US3419383A (en) Producing pulverulent iron for powder metallurgy by multistage reduction
US4376139A (en) Process for treating metallic starting materials for smelting plants, particularly iron sponge particles
CA2074276C (en) Agent for the treatment of cast iron melts
JPH09501737A (en) Composite charge for steel smelting
US4235623A (en) Continuous smelting method for ferrochrome
WO1987001136A1 (en) Vanadium slag and method for obtaining it
Zheng et al. Effect of reduction parameters on the size and morphology of the metallic particles in carbothermally reduced stainless steel dust
US6030434A (en) Method for hot agglomeration of solid metallized iron particles to produce alloyed briquettes
US3329497A (en) Process for the manufacture of ferromanganese-silicon
RU2351678C2 (en) Melting method of ferrotitanium
US4306905A (en) Production of ferrochromium alloys
RU2092571C1 (en) Composite charge for making steel
US4752327A (en) Dephosphorization process for manganese alloys
GB2173216A (en) Method of producing a ferro-alloy
SU1708907A1 (en) Aluminothermic method of producing ferrovanadium
SU1560569A1 (en) Method of melting manganese-containing steel
JPS5952940B2 (en) Dephosphorization method for high carbon ferromanganese

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091124