RU2140458C1 - Vanadium cast iron conversion method - Google Patents
Vanadium cast iron conversion method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140458C1 RU2140458C1 RU98116279A RU98116279A RU2140458C1 RU 2140458 C1 RU2140458 C1 RU 2140458C1 RU 98116279 A RU98116279 A RU 98116279A RU 98116279 A RU98116279 A RU 98116279A RU 2140458 C1 RU2140458 C1 RU 2140458C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- metal
- slag
- oxygen
- cast iron
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам передела ванадиевых чугунов в конвертерах с получением стали и товарного ванадиевого шлака. The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to methods of redistributing vanadium cast irons in converters to produce steel and commercial vanadium slag.
Известная, применяемая в промышленных условиях схема переработки ванадиевых чугунов включает конвертерный дуплекс-процесс, на первой стадии которого путем кислородной продувки ванадиевого чугуна с присадкой в конвертер значительных количеств окислителей-охладителей, в основном окалины (40 - 60 кг/т стали), получают товарный продукт - ванадиевый шлак. Другой товарный продукт - сталь, получают на второй стадии процесса, продувая кислородом низкокремнистый металл(полупродукт) в другом конвертере без использования металлолома или же используя его в несущественных количествах [1]. Фактическое отсутствие применения металлолома в процессе получения стали резко снижает технико-экономические показатели способа, особенно учитывая то, что в России металлолом в два раза дешевле чугуна. Другим недостатком известного дуплекc-процесса является высокая окисленность ванадиевого шлака (до 40% Feобщ), что ограничивает область его использования.The well-known industrial vanadium casting processing scheme includes a converter duplex process, in the first stage of which, by oxygen purging of vanadium cast iron with an additive in the converter, significant amounts of oxidizing agents-coolers, mainly dross (40-60 kg / t steel), are obtained product is vanadium slag. Another marketable product, steel, is obtained in the second stage of the process by purging with oxygen a low-silicon metal (intermediate) in another converter without using scrap metal or using it in insignificant quantities [1]. The actual lack of use of scrap metal in the process of steel production sharply reduces the technical and economic indicators of the method, especially considering that in Russia scrap metal is half the price of cast iron. Another disadvantage of the known duplex process is the high oxidation of vanadium slag (up to 40% Fe total ), which limits its use.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ передела ванадиевого чугуна, включающий продувку кислородом ванадиевого чугуна в кислородном конвертере с присадкой охладителей и накоплением в нем ванадиевого шлака, слив металла-полупродукта в другой конвертер, продувку его кислородом с присадкой шлакообразующих материалов, выпуск стали и слив шлака, при этом на последней плавке цикла накопления ванадиевого шлака в первом конвертере ванадиевый чугун продувают кислородом без присадки охладителей с получением ванадиевого металла-полупродукта, который заливают во второй конвертер, присаживают на него охладители, затем по ходу продувки кислородом подают шлакообразующие материалы, выпускают сталь, оставляют в конвертере до половины от общей массы полученного известково-ванадиевого шлака в качестве шлакообразующего материала для последующей плавки и сливают остальной шлак в чашу [2]. The closest in technical essence and the achieved result to the claimed method is a method of redistributing vanadium cast iron, including purging with oxygen vanadium cast iron in an oxygen converter with additive coolers and the accumulation of vanadium slag in it, pouring the intermediate metal into another converter, purging it with oxygen with an additive of slag-forming materials , steel production and slag discharge, while on the last heat of the vanadium slag accumulation cycle in the first converter, vanadium cast iron is purged with oxygen without cooler sediments to obtain a vanadium metal intermediate, which are poured into the second converter, coolers are placed on it, then slag-forming materials are fed to it during oxygen purging, steel is released, up to half of the total weight of the obtained vanadium-lime slag is left in the converter as a slag-forming material for subsequent smelting and the remaining slag is poured into the bowl [2].
Однако этим способом также не достигается использование в процессе значительных количеств металлолома, обеспечивающих конкурентоспособность способа по сравнению с кислородно-конвертерным переделом передельных чугунов. Другим недостатком способа является то, что в связи с тем, что ванадиевый чугун продувают кислородом без присадки окислителей-охладителей на первой стадии процесса уменьшается окислительный потенциал шлака, снижается количество зародышей ванадиевого шпинелида и в результате резко увеличивается остаточная концентрация ванадия в низкокремнистом углеродистом металле (до 0,30% У). По этой причине качество товарного ванадиевого шлака, получаемого на первой стадии процесса, весьма невысокое из-за низкой концентрации в нем пентооксида ванадия, соответственно пониженного отношения (Y)/(Fe) и меньшего размера шпинелидного зерна. However, this method also does not achieve the use in the process of significant quantities of scrap metal, which ensure the competitiveness of the method compared to the oxygen-converter redistribution of pig iron. Another disadvantage of the method is that due to the fact that vanadium cast iron is purged with oxygen without the addition of oxidizing agents, in the first stage of the process, the oxidative potential of slag decreases, the number of vanadium spinel nuclei decreases, and as a result, the residual concentration of vanadium in the low-silicon carbon metal sharply increases (up to 0.30% Y). For this reason, the quality of commercial vanadium slag obtained in the first stage of the process is very low due to the low concentration of vanadium pentoxide in it, respectively, a reduced ratio (Y) / (Fe) and a smaller spinel grain size.
Поставлена задача увеличить использование лома при выплавке стали из ванадиевого чугуна (снизить расход чугуна), повысить качество товарного ванадиевого шлака на первой стадии, получить товарный известково-ванадиевый шлак на второй стадии. The task is to increase the use of scrap in the smelting of steel from vanadium cast iron (to reduce cast iron consumption), to improve the quality of commercial vanadium slag in the first stage, to obtain commercial lime-vanadium slag in the second stage.
Поставленная задача достигается тем, что в известном способе передела ванадиевого чугуна, включающем продувку кислородом через фурму ванадиевого чугуна в конвертере, присадку твердого окислителя-охладителя с получением на первой стадии низкокремнистого металла и ванадиевого шлака, слив в ковш низкокремнистого металла, повторную его заливку в конвертер с последующей продувкой кислородом до определенной концентрации углерода в металле, присадку шлакообразующих материалов и получение на второй стадии стали и известково-ванадиевого шлака, на первой стадии ванадиевый чугун продувают кислородом до температуры металла 1450-1500oC при положении фурмы, равном 15 - 20 калибров ее сопла от уровня ванны в спокойном состоянии, причем твердый окислитель-охладитель присаживают в количестве, равном 10 - 20 кг/т стали, при этом полученный низкокремнистый металл заливают в тот же или другой конвертер на предварительно загруженный в него металлолом и продувают его кислородом до концентрации углерода в металле 0,02 - 0,15%. Оптимальное количество металлолома составляет 150 - 250 кг/т стали.The problem is achieved in that in the known method of redistributing vanadium cast iron, including blowing oxygen through a lance of vanadium cast iron in a converter, adding a solid oxidizing agent-cooler to produce low silicon metal and vanadium slag at the first stage, pouring low silicon metal into a ladle, and pouring it into the converter again followed by purging with oxygen to a certain concentration of carbon in the metal, the addition of slag-forming materials and the preparation of steel and lime-vanadium sludge in the second stage aka, in the first stage, vanadium cast iron is blown with oxygen to a metal temperature of 1450-1500 o C when the tuyere is equal to 15 - 20 calibres of its nozzle from the bath level in a calm state, and a solid oxidizing agent-cooler is planted in an amount equal to 10 - 20 kg / t of steel, while the resulting low-silicon metal is poured into the same or another converter onto the scrap metal preloaded into it and blown with oxygen to a carbon concentration of 0.02 - 0.15% in the metal. The optimal amount of scrap metal is 150 - 250 kg / t of steel.
Сущность способа заключается в том, что на первой стадии процесса за счет оптимального расхода твердых окислителей-охладителей, определенного положения дутьевой фурмы и увеличения конечной температуры деванадации, достигается улучшение теплофизических параметров низкокремнистого металла, что на второй стадии (продувки до стали) позволяет использовать повышенное количество металлолома. В то же время формирование структуры ванадиевого шлака при данных параметрах процесса позволяет улучшить качество товарного ванадиевого шлака. С другой стороны повышается остаточное содержание ванадия в низкокремнистом металле (0,05 - 0,06% кремния) до 0,10 - 0,20% и на стадии выплавки стали из низкокремнистого металла осуществляется возможность получения еще одного товарного продукта - известково-ванадиевого шлака. The essence of the method lies in the fact that at the first stage of the process, due to the optimal consumption of solid oxidizing agents-coolers, a certain position of the blowing lance and an increase in the final temperature of devanization, an improvement in the thermophysical parameters of low-silicon metal is achieved, which allows the use of an increased amount in the second stage (purging to steel) scrap metal. At the same time, the formation of the structure of vanadium slag with these process parameters allows to improve the quality of commercial vanadium slag. On the other hand, the residual vanadium content in the low-silicon metal increases (0.05 - 0.06% silicon) to 0.10 - 0.20% and at the stage of steelmaking from the low-silicon metal, it is possible to obtain another marketable product - lime-vanadium slag .
Таким образом, в одном способе получаем две разновидности товарного ванадиевого шлака. Thus, in one method we obtain two varieties of commercial vanadium slag.
Ванадиевый шлак первой стадии процесса используется в дальнейшем в основном для химического передела в пентооксид ванадия, а также для производства в электропечах ванадиевых сплавов и лигатур. Vanadium slag of the first stage of the process is used hereinafter mainly for chemical conversion into vanadium pentoxide, as well as for the production of vanadium alloys and alloys in electric furnaces.
Известково-ванадиевый шлак второй стадии процесса (конечный) используется по трем направлениям:
- для выплавки низкопроцентных сплавов и лигатур, употребляемых для производства низколегированных ванадийсодержащих сталей, например, транспортного металла;
- в качестве реакционной добавки при химическом переделе ванадиевого шлака на техническую пятиокись ванадия по известковой технологии;
- в качестве шихты доменных печей при производстве ванадиевого чугуна с целью увеличения в нем концентрации ванадия.Lime-vanadium slag of the second stage of the process (final) is used in three ways:
- for the smelting of low-percentage alloys and alloys used for the production of low-alloy vanadium-containing steels, for example, transport metal;
- as a reaction additive in the chemical conversion of vanadium slag to technical vanadium pentoxide by calcareous technology;
- as a mixture of blast furnaces in the production of vanadium cast iron in order to increase the concentration of vanadium in it.
Сопоставительный анализ заявляемого технического решения, базового варианта и способа-прототипа показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что он гарантирует повышение степени извлечения ванадия из чугуна в шлак до 98,7 - 99,1% (см. табл.), и, соответственно, увеличение абсолютной концентрации ванадия в шлаке, обеспечивает повышенное качество товарного ванадиевого шлака за счет существенного возрастания отношения 
При производстве сплавов и лигатур отношение 
При химическом переделе шлака повышение размеров шпинелидного зерна сопровождается ростом производительности обжиговых печей, улучшению условий вскрываемости шлака и снижению потерь ванадия в хвостах. In the chemical redistribution of slag, an increase in the size of spinel grain is accompanied by an increase in the productivity of kilns, an improvement in the conditions for slag opening, and a decrease in vanadium losses in the tailings.
С другой стороны, повышение теплофизических свойств низкокремнистого металла позволяет использовать на второй стадии процесса металлический лом в количестве 150 - 250 кг/т стали, что весьма существенно снижает расход жидкого чугуна и увеличивает выход годной стали до 92,9 - 93,3%. On the other hand, increasing the thermophysical properties of low-silicon metal allows the use of scrap metal in the amount of 150 - 250 kg / t of steel at the second stage of the process, which very significantly reduces the consumption of molten iron and increases the yield of steel to 92.9 - 93.3%.
Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "новизна". Thus, this technical solution meets the criterion of "novelty."
Анализ патентов и научно-технической информации не выявил использования новых существенных признаков, используемых в предлагаемом решении, по их функциональному назначению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". The analysis of patents and scientific and technical information did not reveal the use of new significant features used in the proposed solution for their functional purpose. Therefore, the present invention meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемые параметры установлены экспериментальным путем при переделе ванадиевого чугуна в 160-т конвертере с верхним кислородным дутьем. The proposed parameters were established experimentally during the redistribution of vanadium cast iron in a 160-ton converter with upper oxygen blast.
Плавки проводили при исходной температуре чугуна 1350-1400oC. Вес жидкого чугуна составлял 135-150 т. Состав чугуна был следующий,%: 4,5 - 4,6 C; 0,45 Y; 0,22 - 0,24 Si; 0,20 - 0,22 Mn; 0,16 - 0,20 Ti; 0,05 Cr; 0,05 P; 0,024 - 0,028 S. Низкокремнистый металл, получаемый в результате продувки кислородом ванадиевого чугуна на первой стадии процесса, содержал,%: 3,6 - 4,0 C; 0,10 - 0,20 Y; 0,04 - 0,06 Si; 0,05 - 0,07 Mn. Металлолом заваливали в конвертер перед заливкой низкокремнистого металла в количестве 24 - 34 т.The melts were carried out at an initial temperature of cast iron 1350-1400 o C. the Weight of liquid cast iron was 135-150 tons. The composition of cast iron was as follows,%: 4.5 - 4.6 C; 0.45 Y; 0.22 - 0.24 Si; 0.20 - 0.22 Mn; 0.16 - 0.20 Ti; 0.05 Cr; 0.05 P; 0.024 - 0.028 S. The low-silicon metal obtained by purging oxygen with vanadium cast iron in the first stage of the process contained,%: 3.6 - 4.0 C; 0.10-0.20 Y; 0.04 - 0.06 Si; 0.05 - 0.07 Mn. Scrap metal was piled into a converter before pouring low-silicon metal in an amount of 24 - 34 tons.
Интенсивность подачи кислорода во время продувки составляла 350 - 380 м3/мин. Шлакообразующие компоненты (известь и плавиковый шпат) присаживали на металлолом в первой половине продувки второй стадии процесса. Окалину в качестве твердого окислителя-охладителя вводили на поверхность ванадиевого чугуна. Альтернативной (эквивалентной) заменой прокатной окалины в качестве твердого окислителя-охладителя являются неофлюсованные железорудные окатыши, например производства Качканарского ГОКа, содержание в которых свободного кислорода (связанного с железом) как и в окалине, составляет 24-26%.The oxygen supply rate during the purge was 350 - 380 m 3 / min. Slag-forming components (lime and fluorspar) were planted on scrap metal in the first half of the purge of the second stage of the process. Dross as a solid oxidizing agent-cooler was introduced onto the surface of vanadium cast iron. An alternative (equivalent) replacement of mill scale as a solid oxidizing agent-cooler is un-fluxed iron ore pellets, for example, produced by Kachkanarsky GOK, in which the content of free oxygen (bound to iron) as in the scale is 24-26%.
В качестве дополнительного теплоносителя и для снижения окисленности шлака на второй стадии процесса возможно использование выбойки электролизеров алюминиевых ванн, содержащей 50 - 60% C. As an additional coolant and to reduce the oxidation of slag in the second stage of the process, it is possible to use a breakdown of aluminum bath electrolyzers containing 50-60% C.
Оптимальные параметры процесса следуют из данных опытных плавок, приведенных в таблице. The optimal process parameters follow from the data of the experimental heats given in the table.
Оптимальное положение фурмы на первой стадии процесса, расход окалины взаимосвязаны с получением температуры низкокремнистого металла в интервале 1450 - 1500oC и процессом формирования ванадиевого шлака. Повышение температуры металла более 1500oC, также как и снижение менее 1450oC, ухудшает качество ванадиевого шлака, получаемого на первой стадии, характеризуемое показателями, приведенными в таблице.The optimal position of the lance at the first stage of the process, the consumption of scale are interconnected with obtaining the temperature of low-silicon metal in the range of 1450 - 1500 o C and the process of formation of vanadium slag. An increase in metal temperature of more than 1500 o C, as well as a decrease of less than 1450 o C, degrades the quality of the vanadium slag obtained in the first stage, characterized by the indicators given in the table.
Расход металлолома на второй стадии определяется тепловым балансом процесса. Увеличение количества металлолома свыше 250 кг/т стали приводит к необходимости значительного передува плавок, что повышает окисленность шлака и металла и соответственно снижает выход годной стали. Снижение концентрации углерода в стали менее 0,02% приводит к такому же результату. The consumption of scrap metal in the second stage is determined by the thermal balance of the process. An increase in the amount of scrap metal over 250 kg / t of steel leads to the need for a significant retreat of the smelters, which increases the oxidation of slag and metal and, accordingly, reduces the yield of steel. A decrease in carbon concentration in steel of less than 0.02% leads to the same result.
Нижний предел расхода лома (150 кг/т стали) и верхний предел концентрации углерода в стали (0,15%) определяются заданной температурой стали, необходимой для разливки металла. The lower limit of scrap consumption (150 kg / t of steel) and the upper limit of carbon concentration in steel (0.15%) are determined by the set temperature of the steel required for casting the metal.
Таким образом, предлагаемое решение позволит при значительном расходе металлического лома (до 250 кг/т стали) и соответственно снижении расхода жидкого чугуна и увеличения выхода годной стали получить степень извлечения ванадия из металла в шлак на уровне 98,7 - 99,1% и получить два типа товарного ванадиевого шлака повышенного качества. Thus, the proposed solution will allow for a significant consumption of scrap metal (up to 250 kg / t of steel) and, accordingly, a decrease in the consumption of molten iron and an increase in the yield of suitable steel, to obtain the degree of extraction of vanadium from metal into slag at a level of 98.7 - 99.1% and obtain two types of marketable vanadium slag of high quality.
Источники информации
1. Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах, технологическая инструкция ТИ 102-СТ.КК-66-95. Нижний Тагил.Sources of information
1. Production of vanadium slag and steel in converters, technological instruction TI 102-ST.KK-66-95. Nizhny Tagil.
2. Российский патент 2023726, C1, C 21 C 5/28, 5/36, 30.11.94. 2. Russian patent 2023726, C1, C 21
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116279A RU2140458C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Vanadium cast iron conversion method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98116279A RU2140458C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Vanadium cast iron conversion method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2140458C1 true RU2140458C1 (en) | 1999-10-27 |
Family
ID=20209970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98116279A RU2140458C1 (en) | 1998-08-25 | 1998-08-25 | Vanadium cast iron conversion method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2140458C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2566230C2 (en) * | 2014-01-14 | 2015-10-20 | Леонид Андреевич Смирнов | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal |
-
1998
- 1998-08-25 RU RU98116279A patent/RU2140458C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Производство ванадиевого шлака и стали в конвертерах" Технологическая инструкция. ТИ 102-Ст, К.К.-66-95, АО "Нижнетагильский металлургический комбинат", Н.Тагил, 1995. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2566230C2 (en) * | 2014-01-14 | 2015-10-20 | Леонид Андреевич Смирнов | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1752546B1 (en) | The method of making high-purity steels | |
| CN110621793A (en) | Smelting method of high manganese steel | |
| US4695318A (en) | Method of making steel | |
| US3615348A (en) | Stainless steel melting practice | |
| US4097269A (en) | Process of desulfurizing liquid melts | |
| JP4894325B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| JP4765374B2 (en) | Desulfurization treatment method for chromium-containing hot metal | |
| JP2002266047A (en) | Ductile cast iron pipe and manufacturing method therefor | |
| RU2140458C1 (en) | Vanadium cast iron conversion method | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| US5425797A (en) | Blended charge for steel production | |
| JPH09235611A (en) | Production of extra-low sulfur pure iron having high cleanliness | |
| RU2201968C2 (en) | Method of conversion of vanadium iron | |
| SU1044641A1 (en) | Method for alloying steel with manganese | |
| RU2136764C1 (en) | Method of conversion of vanadium iron in converter | |
| RU1770373C (en) | Production line for steel manufacture | |
| JP3404115B2 (en) | Refining method of austenitic stainless steel with excellent hot workability | |
| SU1027227A1 (en) | Method for making steel | |
| Ashok et al. | Process evaluation of AOD stainless steel making in Salem Steel Plant, SAIL | |
| RU2278169C2 (en) | Method for production of chromium-manganese stainless steel | |
| JPS58174518A (en) | Manufacture of low hydrogen steel | |
| SU857271A1 (en) | Method of producing high-strength steel | |
| RU1605524C (en) | Method of manufacturing corrosion-resistant steel | |
| RU2122587C1 (en) | Method of refining vanadium cast irons in steelmaking units | |
| SU1092189A1 (en) | Method for making stainless steel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110826 |