RU2299921C2 - Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag - Google Patents

Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag Download PDF

Info

Publication number
RU2299921C2
RU2299921C2 RU2005119819/02A RU2005119819A RU2299921C2 RU 2299921 C2 RU2299921 C2 RU 2299921C2 RU 2005119819/02 A RU2005119819/02 A RU 2005119819/02A RU 2005119819 A RU2005119819 A RU 2005119819A RU 2299921 C2 RU2299921 C2 RU 2299921C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
titanium
slag
vanadium
silicon
Prior art date
Application number
RU2005119819/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005119819A (en
Inventor
Евгений Алексеевич Коршунов (RU)
Евгений Алексеевич Коршунов
Леонид Андреевич Смирнов (RU)
Леонид Андреевич Смирнов
Валерий Леонидович Бастриков (RU)
Валерий Леонидович Бастриков
Владимир Георгиевич Лисиенко (RU)
Владимир Георгиевич Лисиенко
ков Василий Сергеевич Треть (RU)
Василий Сергеевич Третьяков
Original Assignee
ОАО "Уральский институт металлов"
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 ОАО "Уральский институт металлов" filed Critical ОАО "Уральский институт металлов"
Priority to RU2005119819/02A priority Critical patent/RU2299921C2/en
Publication of RU2005119819A publication Critical patent/RU2005119819A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2299921C2 publication Critical patent/RU2299921C2/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to processing converter vanadium slag into iron and complex foundry alloy. Reduction of vanadium, silicon, manganese, titanium, chromium, and iron from oxides of converter vanadium slag is conducted on supports formed in two smelting assemblies. In the first smelting assembly, iron and a portion of vanadium are silicon-reduced on iron-containing support, with which the metals are smelted together. Once major part of iron from a batch of converter vanadium slag is reduced, this portion is tapped out of first smelting assembly. Iron-depleted converter vanadium slag is then transferred to the second smelting assembly, wherein, first on support of titanium-containing complex foundry alloy, vanadium, silicon, manganese, chromium, and iron are titanium-reduced from their oxides contained in iron-depleted converter vanadium slag at support temperature 1700° C and specified calcium oxide supply to form titanium-free complex foundry alloy and slag containing titanium and calcium oxides. Titanium-free complex foundry alloy is tapped out of smelting assembly in amount up to 70% and titanium is aluminum-reduced from slag using, as support, not tapped rest of foundry alloy to form complex titanium-containing foundry alloy containing metals from iron-depleted portion of converter vanadium slag. Final slag is tapped out of second smelting assembly.
EFFECT: increased vanadium content in final produce, reduced power consumption during converter vanadium slag processing, increased content of titanium in foundry alloy to 70%, and avoided emission of gas, which would require additionally treatment equipment.
10 cl

Description

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству комплексных лигатур из конвертерного ванадиевого шлака (КВШ).The invention relates to metallurgy, in particular to the production of complex alloys from converter vanadium slag (KVSh).

В настоящее время основную часть КВШ в России получают из доменного ванадийсодержащего чугуна на Нижне-Тагильском металлургическом комбинате (НТМК) и на Чусовском металлургическом заводе (ЧМЗ).At present, the bulk of CFW in Russia is obtained from blast-furnace vanadium-containing cast iron at the Nizhne-Tagilsky Metallurgical Plant (NTMK) and at the Chusovsky Metallurgical Plant (ChMZ).

Поступающая в доменные печи НТМК и ЧМЗ шихта включает подготовленный к плавке концентрат, полученный из руды Качканарского месторождения. В концентрате, кроме основного элемента - железа, содержатся такие ценные элементы как ванадий V и титан Ti. После переплава шихты в доменной печи большая часть V переходит в чугун, большая часть Ti - в доменный шлак (ДШ).The mixture entering the NTMK and ChMZ blast furnaces includes a concentrate prepared for smelting obtained from ore from the Kachkanarsky deposit. In the concentrate, in addition to the main element - iron, contains valuable elements such as vanadium V and titanium Ti. After remelting the charge in the blast furnace, most of V goes to cast iron, most of Ti to blast furnace slag (LH).

Ванадий из чугуна сначала переводят в КВШ, который далее идет на переработку в зависимости от того, что из него хотят получить: пигмент, чистый ванадий, феррованадий, комплексные лигатуры, содержащие V, Ti, Mn, Si, Cr, Fe, и т.д.Vanadium from cast iron is first transferred to KVS, which is further processed depending on what they want to produce from it: pigment, pure vanadium, ferrovanadium, complex ligatures containing V, Ti, Mn, Si, Cr, Fe, etc. d.

Основная часть получаемого КВШ расходуется для получения продукта, содержащего V, а такой ценный металл как Ti фактически теряется.The main part of the obtained HSS is spent to obtain a product containing V, and such a valuable metal as Ti is actually lost.

КВШ НТМК имеет следующий химический состав, %: 18-19 V2O5; 17-18 SiO2; 9-10 MnO; 8-9 TiO2; 26-32 Fe; 2-3 Cr2O3; 1-3 CaO; 0,03-0,05 P; 9-11 металлические включения [1, стр.54]. В каждой тонне такого КВШ в среднем содержится, кг: V - 103,67; Ti - 51,00; Mn - 73,60; Si - 81,68; Cr -1,57; остальное - в основном Fe и кислород.KVSh NTMK has the following chemical composition,%: 18-19 V 2 O 5 ; 17-18 SiO 2 ; 9-10 MnO; 8-9 TiO 2 ; 26-32 Fe; 2-3 Cr 2 O 3 ; 1-3 CaO; 0.03-0.05 P; 9-11 metal inclusions [1, p. 54]. Each ton of such KVSh is on average contained, kg: V - 103.67; Ti - 51.00; Mn 73.60; Si 81.68; Cr -1.57; the rest is mainly Fe and oxygen.

Известны карботермический, металлотермический (силикотермический и алюминотермический) и комбинированные способы производства ванадийсодержащих лигатур из КВШ [2, стр.81].Known carbothermal, metallothermic (silicothermic and aluminothermic) and combined methods for the production of vanadium-containing ligatures from KVSh [2, p. 81].

При карботермическом способе приходится задалживать в шихте значительное количество кварцита (примерно столько, сколько задалживается КВШ), иначе происходит нежелательное образование карбидов титана и ванадия.In the carbothermal process, a considerable amount of quartzite has to be deposited in the charge (approximately as much as the HSS is deposited), otherwise an undesirable formation of titanium and vanadium carbides occurs.

У силикотермического способа, отмеченного выше, недостатка нет, но если сравнить основные технико-экономические показатели выплавки силикованадия [2, стр.83, табл.2.11] карботермическим и силикотермическим способами, то больших преимуществ силикотермический способ не имеет, особенно по извлечению элементов в сплав.The silicothermal method noted above has no drawbacks, but if we compare the main technical and economic indicators of the production of silicovanadium [2, p. 83, table 2.11] with carbothermic and silicothermic methods, the silicothermic method has no great advantages, especially for the extraction of elements into the alloy .

У алюминотермического способа производства лигатуры основной недостаток - дороговизна восстановителя (алюминия), поскольку алюминий по этому способу восстанавливает из оксидов металлы, которые значительно дешевле железа и кремния.The main disadvantage of the aluminothermic method for producing ligatures is the high cost of the reducing agent (aluminum), since aluminum by this method reduces metals from oxides, which are much cheaper than iron and silicon.

Ситуация с экономическими показателями может измениться в лучшую сторону, если применять комбинированный способ, при котором сначала обеднять КВШ по железу, используя силикотермический способ восстановления железа из оксидов, а затем восстанавливать другие металлы из оксидов КВШ, используя алюминотермический способ.The situation with economic indicators can change for the better if you use the combined method, in which first deplete the KHS in iron using the silicothermal method of reducing iron from oxides, and then recover other metals from KFS oxides using the aluminothermic method.

Исследования по получению комплексных лигатур из КВШ, предварительно обедненного по железу и обогащенного по ванадию, ранее в России проводились, путем переплава КВШ в электропечи в слабовосстановительных условиях, однако до промышленного внедрения дело не дошло. Причина тому - отсутствие приемлемого специального плавильного агрегата [2, стр.84-85].Studies on the preparation of complex master alloys from KVS, preliminarily depleted in iron and enriched in vanadium, were previously carried out in Russia by remelting KVS in an electric furnace under poorly reducing conditions, but this did not come to industrial introduction. The reason for this is the lack of an acceptable special melting unit [2, p. 84-85].

Из уровня техники известна также принимаемая за прототип технология жидкофазного восстановления оксидов из шихты, пригодная для восстановления оксидов из конвертерного ванадиевого шлака, включающая расплавление порции КВШ в лунке параболической формы, образованной за счет вращения электромагнитным полем жидкой металлической подложки, восстановление оксидов КВШ восстановителем и сплавление восстановленных металлов с подложкой, раздельные сливы металлических и шлаковых фаз [3].The prior art also knows the technology of liquid-phase reduction of oxides from a charge, which is suitable for the reduction of oxides from converter vanadium slag, which includes the melting of a portion of a CVH in a parabolic well formed by the electromagnetic field rotation of a liquid metal substrate, the reduction of the CVC oxides with a reducing agent, and the alloying of reduced metals with a substrate, separate plums of metal and slag phases [3].

По принятому за прототип способу эффективно селективное извлечение из шлака одного- двух металлов, например, полное извлечение из железо-ванадийсодержащего шлака железа и большей части ванадия. Если же из шлака, например из КВШ, кроме Fe и V необходимо в комплексные лигатуры извлекать Ti, Mn, Si, Cr, то их извлечение по способу, принятому за прототип, будет затруднено, частности из-за того, что трудно обеспечить необходимые условия восстановления металлов из разных оксидов КВШ.According to the method adopted for the prototype, efficiently selective extraction of one or two metals from slag, for example, complete extraction of iron and most of vanadium from iron-vanadium-containing slag, is effective. If Ti, Mn, Si, Cr are to be extracted from the slag, for example from the water-heat transfer unit, in addition to Fe and V, it will be difficult to extract them using the method adopted as the prototype in complex ligatures, in particular, because it is difficult to provide the necessary conditions reduction of metals from various KVSh oxides.

Новизна предлагаемого способа заключается в том, что восстановление ванадия, кремния, марганца, титана, хрома, железа из оксидов КВШ ведут на подложках, образованных в двух плавильных агрегатах (ПА), причем в первом ПА на железосодержащей подложке, температура которой поддерживается в пределах 1550-1600°С, кремнием восстанавливают железо и часть ванадия, которое при этом сплавляют с подложкой, и после того, как из порции КВШ будет восстановлена большая, часть железа эту часть из первого ПА сливают, при вращении оставшейся железосодержащей подложки из первого ПА полностью сливают обедненный по железу КВШ и передают его во второй ПА, где сначала на подложке из титаносодержащей комплексной лигатуры при температуре подложки до 1700°С и регламентированной подаче в нее оксида кальция восстанавливают титаном из обедненного по железу КВ1П ванадий, кремний, марганец, хром и железо из их оксидов с получением комплексной лигатуры, не содержащей титан, и лака, содержащего оксиды титана и кальция, полученную комплексную лигатуру, не содержащую титан, в количестве до 70% сливают из ПА, из шлака алюминием восстанавливают титан с использованием в качестве подложки оставшейся в ПА не содержащей титан комплексной лигатуры, температуру которой повышают до 1800-1900°С, восстановленный титан сплавляют с оставшейся частью не слитой лигатуры с получением комплексной титаносодержащей лигатуры, содержащей металлы из обедненной по железу порции КВШ, и конечный шлак сливают из второго ПА.The novelty of the proposed method lies in the fact that the recovery of vanadium, silicon, manganese, titanium, chromium, iron from KVS oxides is carried out on substrates formed in two melting units (PA), and in the first PA on an iron-containing substrate, the temperature of which is maintained at 1550 -1600 ° C, silicon reduces iron and part of vanadium, which is then fused to the substrate, and after a large portion is recovered from a portion of KVS, this part is removed from the first PA, while the remaining iron-containing sub the cells from the first PA completely merge the KSH depleted in iron and transfer it to the second PA, where first on the substrate from a titanium-containing complex ligature at a substrate temperature of up to 1700 ° C and the regulated supply of calcium oxide to it, titanium is reduced from vanadium, silicon depleted in KB1P, silicon, manganese, chromium and iron from their oxides to obtain a complex ligature that does not contain titanium, and varnish containing oxides of titanium and calcium, the resulting complex ligature that does not contain titanium, in an amount up to 70% is drained from PA, from slag a titanium is reduced with yuminium using a complex ligature remaining in the PA not containing titanium as a substrate, the temperature of which is increased to 1800-1900 ° C, reduced titanium is alloyed with the remaining part of the non-fused ligature to obtain a complex titanium-containing ligature containing metals from an iron-depleted portion of KVSh , and the final slag is drained from the second PA.

Оксид железа рекомендуется восстанавливать кремнием, не допуская снижения его в шлаке меньше 5-6%.Iron oxide is recommended to be restored with silicon, not allowing it to decrease in slag less than 5-6%.

Кремний целесообразно вводить в смеси с КВШ, соответственно с заданным содержанием оксида в обедненном по железу КВШ и не в чистом виде, а в составе ферросилиция.It is advisable to introduce silicon in a mixture with KVS, respectively, with a given oxide content in KVS depleted in iron and not in pure form, but as part of ferrosilicon.

В отдельных случаях после слива обедненного по железу КВШ его целесообразно отверждать, измельчать и в таком виде передавать во второй ПА.In some cases, after draining the KVS depleted in iron, it is advisable to solidify, grind it and transfer it to the second PA in this form.

Обогащение обедненного по железу КВШ оксидом титана во втором ПА рекомендуется производить за счет добавки ильменита и, в частности, ильменита ожелезненного до 80-90%, а также за счет добавки рутила.It is recommended that enrichment of iron-fired KBC with titanium oxide in the second PA be carried out by adding ilmenite and, in particular, fermented ilmenite to 80-90%, as well as by adding rutile.

Восстановление титана из оксида рекомендуется производить алюминием из ферроалюминиевой лигатуры, при этом освобожденное от алюминия железо сплавлять с получаемой титаносодержащей лигатурой.The reduction of titanium from oxide is recommended to be performed with aluminum from a ferroaluminium alloy, while the iron freed from aluminum is fused with the resulting titanium-containing alloy.

При передаче обедненного по железу КВ1П во второй ПА его обогащают оксидом титана.When transferring iron-deficient KV1P to the second PA, it is enriched with titanium oxide.

Рекомендация использовать в качестве восстановителя в первом ПА кремния позволяет из всех оксидов КВШ восстанавливать главным образом оксиды железа, поскольку у других металлов в КВШ свободная энергия реакций образования окислов больше, чем у железа (у железа меньше сродства с кислородом). Это не означает, однако, что другие оксиды КВШ в какой-то мере не могут восстанавливаться одновременно с оксидами железа. В частности, если в шлаковом расплаве присутствует оксид ванадия, то часть его может также восстановиться до ванадия, причем, чем меньше останется в шлаке оксида железа, тем больше ванадия будет восстановлено. Указанное наглядно подтверждается в источнике информации [1, стр.216-220, табл.5.4].The recommendation to use silicon as the reducing agent in the first PA makes it possible to mainly reduce iron oxides from all KHS oxides, since other metals in KVS have more free energy of oxide formation reactions than iron (iron has less affinity for oxygen). This does not mean, however, that other KVS oxides to some extent cannot be reduced simultaneously with iron oxides. In particular, if vanadium oxide is present in the slag melt, part of it can also be reduced to vanadium, moreover, the less iron oxide remains in the slag, the more vanadium will be reduced. The above is clearly confirmed in the source of information [1, p. 216-220, table 5.4].

Учитывая данные, приведенные в источнике информации, можно сказать, что если температура подложки в 1-м ПА будет порядка 1600°С и в шлаковой фазе останется не восстановленными 4-6% оксидов железа, то в 1-м ПА практически из КВШ не будет восстанавливаться Ti, Mn и Si из их оксидов. Оксид ванадия при таком содержании оксида железа будет частично восстановлен, но его восстановление будут в пределах 10-15%.Considering the data provided in the information source, we can say that if the substrate temperature in the 1st PA is about 1600 ° C and 4-6% of iron oxides remain unreduced in the slag phase, then in the 1st PA there will be practically no KWH to recover Ti, Mn and Si from their oxides. Vanadium oxide at this iron oxide content will be partially reduced, but its reduction will be in the range of 10-15%.

Кремний на восстановление железа из оксидов рекомендуется вводить не в чистом виде, а в виде ферросилиции, например ферросилиция марок ФС45, ФС65, ФС75. Стоимость кремния в ферросилиции меньше чем чистого кремния. Удельный вес ферросилиция (ФС45. ФС65) больше, чем удельный вес шлакового расплава, что позволяет ему хорошо погружаться в шлаковый расплав и эффективно раскислять оксиды железа.Silicon for the reduction of iron from oxides is recommended to be introduced not in its pure form, but in the form of ferrosilicon, for example, ferrosilicon grades FS45, FS65, FS75. The cost of silicon in ferrosilicon is less than pure silicon. The specific gravity of ferrosilicon (FS45. FS65) is greater than the specific gravity of the slag melt, which allows it to immerse well in the slag melt and effectively deoxidize iron oxides.

Рекомендация иметь во 2-м ПА подложку из титаносодержащей лигатуры позволяет получать из обедненного по железу КВШ две комплексные лигатуры, одну - без титана, а вторую - титаносодержащую, причем при желании с высоким содержанием титана.The recommendation to have a titanium-containing ligature substrate in the 2nd PA makes it possible to obtain two complex ligatures from KSS depleted in iron, one without titanium, and the second titanium-containing, with a high titanium content if desired.

Лигатура без титана получают потому, что после слива обедненного по железу КВШ на подложку с титаном, практически весь титан в этой лигатуре может быть израсходован для восстановления оксидов V, Mn, Si, Cr и Ре. Восстановленные титаном металлы сплавятся с подложкой, в результате чего и образуется лигатура без титана, которую в установленном количестве следует слить из 2-го ПА, оставляя в ПА такое количество, которое требуется, чтобы после последующего восстановления алюминием ушедших в шлак оксидов титана, была получена лигатура с заданным содержанием титана. Чем меньше во 2-м ПА останется лигатуры без титана, тем больше будет титана в титаносодержащей лигатуре в результате восстановления его алюминием. Количество титаносодержащей лигатуры может быть значительно увеличено, если к подаваемому на плавку КВШ добавлять ильменит. При добавке к КВШ ильменита его оксид железа будет восстанавливаться в 1-м ПА, а оксид титана ильменита, который будет передаваться во 2-ой ПА вместе с обедненным по железу КВШ, в этом ПА будет восстанавливаться до титана, и тем самым будет обеспечиваться повышенное содержание титана в титаносодержащей лигатуре.Ligature without titanium is obtained because, after draining the iron-depleted HFS on a substrate with titanium, almost all of the titanium in this ligature can be consumed to reduce the oxides V, Mn, Si, Cr, and Fe. Metals recovered by titanium alloy with the substrate, resulting in the formation of a ligature without titanium, which in a specified amount should be drained from the 2nd PA, leaving the amount in PA that is required so that, after subsequent reduction of the titanium oxides that have gone into the slag, the aluminum is obtained ligature with a given titanium content. The less ligatures left without titanium in the 2nd PA, the more titanium will be in the titanium-containing ligature as a result of its reduction with aluminum. The amount of titanium-containing ligature can be significantly increased if ilmenite is added to the KVS supplied to the smelting. When ilmenite is added to the KVS, its iron oxide will be reduced in the 1st PA, and the titanium oxide of ilmenite, which will be transferred to the 2nd PA together with the KVS depleted in iron, in this PA will be reduced to titanium, and thereby increased titanium content in titanium-containing ligature.

Добавка ильменита к КВШ полезна и потому, что она может компенсировать потери титана, если весь оксид титана не восстановится и часть его уйдет в конечный шлак.The addition of ilmenite to KVS is also useful because it can compensate for the loss of titanium if all of the titanium oxide is not recovered and part of it goes into the final slag.

Лучше ильменит вводить в КВШ ожелезненным, например до 80-90%. Это позволит сократить расход дорогого восстановителя - алюминия.It is better to introduce ilmenite into the CFB ironic, for example, up to 80-90%. This will reduce the cost of an expensive reducing agent - aluminum.

Экономические показатели производства комплексных лигатур повышаются еще больше, если добавка к КВШ будет состоять из рутила, т.к. стоимость рутила значительно меньше стоимости титана, который восстанавливается из рутила.The economic indicators for the production of complex ligatures increase even more if the addition to the KVSh will consist of rutile, because the cost of rutile is much less than the cost of titanium, which is restored from rutile.

Следует сказать, что если в процессе переработки обедненного по железу КВШ часть титана уйдет в конечный шлак, то это не будут означать потерю титана. Конечный шлак, содержащий до 70-80% оксида алюминия, не отправляется в отвал, из него лучше извлекать глинозем широко известным способом. При извлечении глинозема титан уйдет в красный шлам (КШ). При переработке КШ способом [4] оксид титана может быть восстановлен до титана и переведен в титаносодержащую лигатуру.It should be noted that if part of the titanium goes into the final slag during the processing of the KVS depleted in iron, it will not mean the loss of titanium. The final slag, containing up to 70-80% alumina, is not sent to the dump, it is better to extract alumina from it in a well-known manner. When extracting alumina, titanium will go into red mud (KS). When processing KS by the method [4], titanium oxide can be reduced to titanium and converted to a titanium-containing ligature.

В примере осуществления способа реализуется схема, показанная на чертеже. В качестве плавильного агрегата рекомендуется применить многофункциональный плавильный агрегат (МПА), конструкция которого защищена патентом Российской Федерации №2207476 [5].In an example implementation of the method, the circuit shown in the drawing is implemented. As a melting unit, it is recommended to use a multifunctional melting unit (MPA), the design of which is protected by the patent of the Russian Federation No. 2207476 [5].

В примере представлены данные теоретического расчета, исходя из переработки одной тонны КВШ, химический состав которого приведен выше. По результатам расчета определяется эффективность предлагаемого способа.The example presents theoretical calculation data based on the processing of one ton of KVSh, the chemical composition of which is given above. The calculation results determine the effectiveness of the proposed method.

Оксиды КВШ по способу восстанавливаются в двух ПА, кремнием (в 1-м ПА), титаном и алюминием (во 2-м ПА). Однако титан, как восстановитель, является оборотным. В процессе переработки КВШ определенное его количество расходуется на восстановление отдельных оксидов КВШ, но далее получаемые при восстановлении оксиды титана восстанавливаются алюминием. Из этого следует, что расход на восстановление металлов из оксидов определяется расходом кремния в ферросилиции в 1-м ПА и расходом алюминия в ферроалюминии во 2-м ПА. Но надо иметь в виду следующее. Хотя алюминий расходуется как восстановитель только во 2-м ПА, его расход косвенно распространяется и на оксиды, которые восстанавливаются в 1-м ПА. Переносчиком кислорода из 1-го ПА во 2-ой ПА является кремний, который после восстановления во 2-м ПА титаном пополняет кремнием лигатуру без титана.KVSh oxides by the method are reduced in two PA, silicon (in the 1st PA), titanium and aluminum (in the 2nd PA). However, titanium, as a reducing agent, is negotiable. During the processing of KVSh, a certain amount of it is spent on the reduction of individual KVSh oxides, but then titanium oxides obtained during the reduction are reduced by aluminum. It follows that the consumption for the reduction of metals from oxides is determined by the consumption of silicon in ferrosilicon in the 1st PA and the consumption of aluminum in ferroaluminium in the 2nd PA. But one must keep in mind the following. Although aluminum is consumed as a reducing agent only in the 2nd PA, its consumption indirectly extends to the oxides that are reduced in the 1st PA. The oxygen carrier from the 1st PA to the 2nd PA is silicon, which, after reduction in the 2nd PA, with titanium, replenishes the ligature without titanium with silicon.

В случае неполного восстановления оксидов титаном в обедненном по железу КВШ, что повлечет за собой недостаток титана в остатке титаносодержащей лигатуры, этот недостаток целесообразно компенсировать тем, что в 1-й ПА вместе с КВШ подается на плавку определенное количество концентрата ильменита.In the case of incomplete reduction of oxides of titanium in iron-depleted KBS, which will entail a lack of titanium in the remainder of the titanium-containing ligature, this disadvantage should be compensated by the fact that a certain amount of ilmenite concentrate is fed into the 1st PA together with KVS.

Подложка в 1-м ПА создается из жидкого железа, которая перед подачей в нее КВШ раскручивается электромагнитным полем, с цель образования в ней лунки параболической формы заданного размера. Температура подложки должна быть не менее 1600°С.The substrate in the 1st PA is created from liquid iron, which, before being fed into it, the HFS is spun by the electromagnetic field, with the aim of forming in it a hole of a parabolic shape of a given size. The temperature of the substrate should be at least 1600 ° C.

Энергия на плавление КВШ и на восстановление оксидов КВШ поступает от тигельных частей 1-го и 2-го ПА с учетом того, что реакция восстановления оксидов кремнием, титаном и алюминием носят экзотермический характер, т.е. с выделением тепла.The energy for the melting of KVS and for the reduction of the KVS oxides comes from the crucible parts of the 1st and 2nd PAs, taking into account that the reaction of the reduction of oxides with silicon, titanium, and aluminum is exothermic, i.e. with the release of heat.

Если при восстановлении железа в шлаковой фазе останется 5-6% оксида железа, то в подложку из жидкого железа уйдет порядка 10% ванадия из оксида ванадия, что подтверждают данные, представленные в табл.5.4 из источника информации [1, стр.220].If 5-6% of iron oxide remains during the reduction of iron in the slag phase, then about 10% of vanadium from vanadium oxide will leave in the liquid iron substrate, which is confirmed by the data presented in Table 5.4 from the information source [1, p. 220].

Исходя из сказанного, принимаем следующие условия восстановления оксидов КВШ в 1-м и 2-м ПА.Based on the foregoing, we accept the following conditions for the reduction of KVS oxides in the 1st and 2nd PA.

В 1-м ПА кремнием будет восстанавливаться 94-95% оксида железа и 10% оксида ванадия, остальные оксиды будут восстанавливаться во 2-м ПА сначала титаном, а затем алюминием. Из тонны КВШ, следовательно, в 1-м ПА будет восстанавливаться 335 кг оксида железа и 18,5 кг оксида ванадия. На восстановление указанного количества оксидов потребуется израсходовать порядка 73 кг кремния из ферросилиция, и если будет применен ферросилиций ФС75, то его надо иметь около 100 кг. В железосодержащую подложку при этом уйдет 285 кг железа и 10 кг ванадия.In the 1st PA, silicon will recover 94-95% iron oxide and 10% vanadium oxide, the remaining oxides will be reduced in the 2nd PA first with titanium and then with aluminum. 335 tons of iron oxide and 18.5 kg of vanadium oxide will be recovered from 1 ton of KVS, therefore, in the 1st PA. To restore the indicated amount of oxides, it will be necessary to use about 73 kg of silicon from ferrosilicon, and if FS75 ferrosilicon is used, then it should have about 100 kg. In this case, 285 kg of iron and 10 kg of vanadium will go into the iron-containing substrate.

Следует сказать, что после переработки первой заданной порции КВШ из 1-го ПА сливается масса металла, равная весу восстановленного Fe и V из этой порции. Процент ванадия в этой массе будут зависеть от того, какой был вес первоначальной подложки. Следующая порция КВШ с добавкой ферросилиция будет подаваться на подложку, в которой кроме железа будет и ванадий. Не исключается, что восстановление оксидов железа в следующей порции КВШ будет осуществляться не только кремнием ферросилиция, но и ванадием из подложки.It should be said that after processing the first predetermined portion of KVS from the 1st PA, the metal mass merges equal to the weight of reduced Fe and V from this portion. The percentage of vanadium in this mass will depend on what the weight of the original substrate was. The next portion of KVS with the addition of ferrosilicon will be fed onto a substrate in which, in addition to iron, there will be vanadium. It cannot be ruled out that the reduction of iron oxides in the next portion of the SHF will be carried out not only by silicon ferrosilicon, but also by vanadium from the substrate.

Расход алюминия при переработке 1 т КВШ определяется количеством кислорода, которое имеется в оксидах КВШ. Масса кислорода в 1 т КВШ составляет 321 кг. Такое количество кислорода может окислить 361 кг алюминия.The consumption of aluminum during the processing of 1 ton of water-cooled water is determined by the amount of oxygen that is present in the water-carbon oxide oxides. The mass of oxygen in 1 t of KVSh is 321 kg. Such an amount of oxygen can oxidize 361 kg of aluminum.

Таким образом, если сравнить поэлементную стоимость металлических восстановителей оксидов КВШ - кремния и алюминия - и поэлементную стоимость металлов в получаемой продукции, что главным образом и определяет экономику в предлагаемом способе, то это сравнение будет выглядеть следующим образом.Thus, if we compare the element-wise value of metal reducers of KVSh oxides — silicon and aluminum — and the element-wise value of metals in the resulting products, which mainly determines the economy in the proposed method, this comparison will look as follows.

В приложении к журналу "Уральский рынок металлов", №№3, 4 за 2005 г. опубликованы цены на металлопродукцию. Эти цены и учтены при подсчете стоимости металлов. Цена ферросилиция ФС75 составляет 1.2 долл. за кг, цена чушкового алюминия марки А5 - А8 - 2,0 долл. за кг. Расходы на восстановители, следовательно, составят: на ферросилиций ФС75 - 120 долл., на алюминий - 642. Всего - 762 долл.In the appendix to the journal "Ural Metal Market", Nos. 3, 4 for 2005, prices for metal products were published. These prices are taken into account when calculating the cost of metals. The price of FS75 ferrosilicon is $ 1.2 per kg, the price of pig aluminum A5 - A8 grade is $ 2.0 per kg. The cost of reducing agents, therefore, will be: for FS75 ferrosilicon - $ 120, for aluminum - 642. In total - $ 762.

Поэлементная суммарная стоимость металлов в продукции, полученной при переработке 1 т КВШ, составит более 3000 долл. Разница в стоимости - более 2000 долл. Прибыль от производимой металлопродукции (железа, легированного ванадием, и двух видов лигатур), однако, можно будет определить, если учесть другие расходы и, в первую очередь, расход на покупку КВШ. Можно предположить, что этот расход и другие расходы не будут больше 1000 долл. В итоге можно утверждать: прибыль от переработки КВШ предлагаемым способом будет в пределах 800-1000 долл. на каждой тонне перерабатываемого КВШ.The element-wise total cost of metals in the products obtained from the processing of 1 ton of KVSh will be more than $ 3,000. The difference in value is more than $ 2,000. Profit from the manufactured metal products (vanadium-doped iron and two types of ligatures), however, it will be possible to determine if take into account other expenses and, first of all, the cost of the purchase of KVSh. It can be assumed that this expense and other expenses will not exceed $ 1,000. As a result, it can be argued that the profits from the processing of KVS by the proposed method will be in the range of 800-1000 dollars for each ton of processed KVS.

Будет еще доход от неметаллической продукции. Конечный шлак представляет собой по сути дела плавленый клинкер, в котором содержание оксида алюминия до 75%. Из такого клинкера может производиться или дорогой высокоглиноземистый цемент, стоимостью до 800 долл. за тонну, или он может быть направлен на алюминиевый завод, где из него получат глинозем.There will also be income from non-metallic products. The final slag is essentially a fused clinker in which the aluminum oxide content is up to 75%. Such clinker can be used to produce expensive high-alumina cement, costing up to $ 800 per ton, or it can be sent to an aluminum smelter, where alumina will be obtained from it.

При реализации способа предусматривается применение двух ПА. Можно, однако, обойтись и одним ПА, если обедненный по железу КВШ не переливать во 2-ой ПА, а сливать в ковш, перемещать его к месту разливки, там разливать в мелкие изложницы, охлаждать, дробить, накапливать до определенного количества, а затем в том же ПА перерабатывать на лигатуры без титана и с титаном по описанной выше технологии, но перерабатывать КВШ, обедненный по железу. На начальной стадии организации производства по переработке КВШ работа с одним ПА вполне приемлема.When implementing the method provides for the use of two PA. However, one PA can be dispensed with if the KSH depleted in iron is not poured into the 2nd PA, but poured into a ladle, moved to the casting place, poured into small molds there, cooled, crushed, stored to a certain amount, and then in the same PA, recycle it into ligatures without titanium and with titanium according to the technology described above, but recycle CFW depleted in iron. At the initial stage of organizing the production of KVS processing, work with one PA is quite acceptable.

Технический результат от применения предлагаемого способа заключается в следующем.The technical result from the application of the proposed method is as follows.

При переработке КВШ обеспечивается повышенное содержание ванадия в производимой продукции, поскольку восстановление основной массы оксида ванадия происходит тогда, когда КВШ обеднен по железу.When processing KVS, an increased vanadium content in the products is provided, since the main part of vanadium oxide is restored when KVS is depleted in iron.

Поскольку при восстановлении оксидов КВШ идут не эндотермические реакции (с поглощением тепла), а экзотермические (с выделением тепла), то расход энергии на переработку КВШ в товарную продукцию сокращается.Since the recovery of KVS oxides does not involve endothermic reactions (with heat absorption), but exothermic ones (with heat generation), the energy consumption for the processing of KVS into commercial products is reduced.

При реализации способа не теряется титан, причем по способу создаются условия, когда он может концентрироваться в одной из производимых лигатур до высокого содержания, например до 70%.When implementing the method, titanium is not lost, and the method creates conditions where it can be concentrated in one of the produced alloys to a high content, for example, up to 70%.

Реализуется практически безотходная технология.Almost waste-free technology is being implemented.

Техпроцесс осуществляется без или почти без выделения газа из расплава, что упрощает конструкцию плавильного агрегата и исключает необходимость иметь оборудование по удалению и очистке газов.The technological process is carried out with or without almost no gas evolution from the melt, which simplifies the design of the melting unit and eliminates the need to have equipment for the removal and purification of gases.

Источники информацииInformation sources

1. Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А., Дерябин А.А. Перспективы переработки Чинейских титаномагнетитов. - Екатеринбург: Средне-Уральское кн. изд-во, 1999, - 368 с.1. Deryabin Yu.A., Smirnov L.A., Deryabin A.A. Prospects for processing Chinean titanomagnetites. - Yekaterinburg: Middle Ural book. Publishing House, 1999, 368 p.

2. Филиппенков А.А., Дерябин Ю.А., Смирнов Л.А. Эффективные технологии легирования стали ванадием. - Екатеринбург: УРО РАН, 2001. JSBN5 - 7691 - 1193 - 3.2. Filippenkov A.A., Deryabin Yu.A., Smirnov L.A. Effective alloying technologies have become vanadium. - Yekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2001. JSBN5 - 7691 - 1193 - 3.

3. Патент Российской Федерации №2165461. Способ производства чугуна и стали. /Коршунов Е.А., Смирнов Л.А., Буркин С.П., Тарасов А.Г., Логинов Ю.Н., Сарапулов Ф.Н. МКИ С 21 В 11/00, заяв. 27.05.99, опубл. 20.04.2001, Бюллетень №11.3. Patent of the Russian Federation No. 21545461. Method for the production of cast iron and steel. / Korshunov E.A., Smirnov L.A., Burkin S.P., Tarasov A.G., Loginov Yu.N., Sarapulov F.N. MKI C 21 V 11/00, application. 05.27.99, publ. 04/20/2001, Bulletin No. 11.

4. Патент Российской Федирации №2245371. Способ переработки красного шлама глиноземного производства. / Коршунов Е.А., Буркин С.П., Логинов Ю.Н., Логинова И.В., Андрюкова Е.А., Третьяков B.C. МПК С21 3/04, 13/00, С22В 34/12, 59/00.4. Patent of the Russian Federation No. 2245371. A method of processing red mud of alumina production. / Korshunov E.A., Burkin S.P., Loginov Yu.N., Loginova I.V., Andryukova E.A., Tretyakov B.C. IPC C21 3/04, 13/00, C22B 34/12, 59/00.

5. Патент Российской Федерации №2207476. Плавильный агрегат. / Коршунов Е.А, Сарапулов Ф.Н., Буркин С.П., Тарасов А.Г., Арагилян О.А., Третьяков B.C. МКИ С21В 11/00, заявл. 14.05.2001.5. Patent of the Russian Federation No. 2207476. The melting unit. / Korshunov E.A., Sarapulov F.N., Burkin S.P., Tarasov A.G., Aragilyan O.A., Tretyakov B.C. MKI C21B 11/00, declared 05/14/2001.

Claims (10)

1. Способ производства комплексных лигатур из конвертерного ванадиевого шлака (КВШ), включающий расплавление порции КВШ в лунке параболической формы, образованной за счет вращения электромагнитным полем жидкой металлической подложки, восстановление оксидов КВШ восстановителем и сплавление восстановленных металлов с подложкой, раздельные сливы металлических и шлаковых фаз, отличающийся тем, что восстановление ванадия, кремния, марганца, титана, хрома, железа из оксидов КВШ ведут на подложках, образованных в двух плавильных агрегатах (ПА), причем в первом ПА на железосодержащей подложке, температура которой поддерживается в пределах 1550-1600°С, кремнием восстанавливают железо и часть ванадия, которые при этом сплавляют с подложкой, и после того как из порции КВШ будет восстановлена большая часть железа, эту часть из первого ПА сливают, при вращении оставшейся железосодержащей подложки из первого ПА полностью сливают обедненный по железу КВШ и передают его во второй ПА, где сначала на подложке из титаносодержащей комплексной лигатуры при температуре подложки до 1700°С и регламентированной подаче в нее оксида кальция восстанавливают титаном из обедненного по железу КВШ ванадий, кремний, марганец, хром и железо из их оксидов с получением комплексной лигатуры, не содержащую титан, и шлака, содержащего оксиды титана и кальция, полученную комплексную лигатуру, не содержащую титан, в количестве до 70% сливают из ПА, из шлака алюминием восстанавливают титан с использованием в качестве подложки, оставшейся в ПА, не содержащей титан комплексной лигатуры, температуру которой повышают до 1800-1900°С, восстановленный титан сплавляют с оставшейся частью неслитой лигатуры с получением комплексной титаносодержащей лигатуры, содержащей металлы из обедненной по железу порции КВШ, и конечный шлак сливают из второго ПА.1. A method for the production of complex master alloys from converter vanadium slag (KSH), including the melting of a portion of KVS in a parabolic well formed by the electromagnetic field rotation of a liquid metal substrate, reduction of KVS oxides with a reducing agent and alloying of reduced metals with a substrate, separate discharge of metal and slag phases , characterized in that the reduction of vanadium, silicon, manganese, titanium, chromium, iron from KVS oxides is carried out on substrates formed in two melting units (P ), moreover, in the first PA on an iron-containing substrate, the temperature of which is maintained within the range of 1550-1600 ° C, silicon reduces iron and a part of vanadium, which are fused to the substrate, and after the majority of iron is recovered from a portion of the SHF, this part they are drained from the first PA, while the remaining iron-containing substrate is rotated from the first PA, the iron-depleted CFB is completely drained and transferred to the second PA, where it is first on the substrate from a titanium-containing complex ligature at a substrate temperature of up to 1700 ° C and The centrifuged supply of calcium oxide to it is reduced by titanium from vanadium, silicon, manganese, chromium, and iron from their oxides depleted in KHS, to obtain a complex ligature that does not contain titanium, and slag containing titanium and calcium oxides, the resulting complex ligature that does not contain titanium , in an amount of up to 70%, it is poured from PA, titanium is reduced from aluminum to aluminum, using reduced alloy titanium as the substrate remaining in the PA not containing titanium, a complex alloy, the temperature of which is increased to 1800-1900 ° C. vlyayut with the remaining part ligation to yield unfused complex titanium-ligature comprising metals from the iron-depleted portions of the traction sheave and the end slag is drained from the second PA. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оксид железа восстанавливают кремнием, не допуская снижения его содержания в шлаке меньше 5-6%.2. The method according to claim 1, characterized in that the iron oxide is reduced with silicon, preventing a decrease in its content in the slag of less than 5-6%. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что кремний вводят в смеси с КВШ соответственно с заданным содержанием оксида железа в обедненным по железу КВШ.3. The method according to claim 2, characterized in that silicon is introduced into a mixture with KVS, respectively, with a given content of iron oxide in KVS depleted in iron. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что кремний на восстановление железа и ванадия вводят в составе ферросилиция.4. The method according to claim 3, characterized in that silicon for the reduction of iron and vanadium is introduced in the composition of ferrosilicon. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что после слива обедненного по железу КВШ его отверждают, измельчают и передают в таком виде во второй ПА.5. The method according to claim 1, characterized in that after draining the depleted in KVS iron, it is cured, crushed and transferred in this form to the second PA. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что обогащение оксидом титана производят за счет добавки ильменита.6. The method according to claim 5, characterized in that the enrichment with titanium oxide is carried out by the addition of ilmenite. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что ильменит добавляют ожелезненным до 80-90%.7. The method according to claim 6, characterized in that ilmenite is added ferruginous to 80-90%. 8. Способ по п.5, отличающийся тем, что обогащение оксидом титана производят за счет добавки рутила.8. The method according to claim 5, characterized in that the enrichment with titanium oxide is carried out by adding rutile. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что восстановление титана из оксида производят алюминием из ферроалюминиевой лигатуры, при этом освобожденное от алюминия железо сплавляют с получаемой титаносодержащей лигатурой.9. The method according to claim 1, characterized in that the reduction of titanium from oxide is performed by aluminum from a ferroaluminium alloy, and the iron freed from aluminum is alloyed with the resulting titanium-containing alloy. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что при передаче обедненного по железу КВШ во второй ПА его обогащают оксидом титана.10. The method according to claim 1, characterized in that when transferring the depleted in iron KVS in the second PA, it is enriched with titanium oxide.
RU2005119819/02A 2005-06-27 2005-06-27 Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag RU2299921C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119819/02A RU2299921C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005119819/02A RU2299921C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005119819A RU2005119819A (en) 2007-01-10
RU2299921C2 true RU2299921C2 (en) 2007-05-27

Family

ID=37760794

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005119819/02A RU2299921C2 (en) 2005-06-27 2005-06-27 Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2299921C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633678C1 (en) * 2016-12-21 2017-10-16 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Method for producing vanadium-manganese-silicon master alloy
CN109576558A (en) * 2018-11-16 2019-04-05 河北工程大学 The recovery method of valuable constituent element in a kind of vanadium slag

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111349797A (en) * 2020-03-18 2020-06-30 玉溪新兴钢铁有限公司 Method for extracting vanadium from ultra-low silicon vanadium-titanium molten iron by converter
CN114107773B (en) * 2021-12-02 2022-09-06 承德锦科科技股份有限公司 50 ferrovanadium-silicon and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФИЛИППЕНКОВ А.А. и др. Эффективные технологии легирования стали ванадием. - Екатеринбург, УрО РАН, 2001, JSBN 5-7619-1193-3, с.84-85. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2633678C1 (en) * 2016-12-21 2017-10-16 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Method for producing vanadium-manganese-silicon master alloy
CN109576558A (en) * 2018-11-16 2019-04-05 河北工程大学 The recovery method of valuable constituent element in a kind of vanadium slag
CN109576558B (en) * 2018-11-16 2021-05-07 河北工程大学 Method for recovering valuable components in vanadium slag

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005119819A (en) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9108242B2 (en) Grain refiners for steel-manufacturing methods and use
Wang et al. Non-metallic inclusions in different ferroalloys and their effect on the steel quality: A review
US3579328A (en) Process for the production of ferro-vanadium directly from slag obtained from vanadium-containing pig iron
CN102534271B (en) Production method of vanadium-aluminum alloy
RU2492245C1 (en) Method of processing vanadium-bearing titanium-magnetite concentrate
CN100562591C (en) Technology with smelting ferroferrite with sponge iron
KR20010053024A (en) Method for processing steel slags
CN102471826A (en) Method of recovering valuable metal from slag
RU2299921C2 (en) Method of producing complex foundry alloys from converter vanadium slag
WO2021175306A1 (en) Preparation method for ferrovanadium alloy
TWI300444B (en) Method for reducing cr from cr-containing metallurgical slags
CN101225483A (en) Ferrotitanium alloy electric furnace smelting method
RU2250271C1 (en) Method of high-titanium-bearing foundry alloy production
WO2008155451A1 (en) Method for processing cobalt-containing copper concentrate
RU2295582C1 (en) Titania-containing slag processing method
JPH08337810A (en) Production of iron or steel alloyed with nickel
WO2011045755A1 (en) Ferrochrome alloy production
WO2001086006A2 (en) Improved process for the production of stainless steels and high chromium steels and stainless steelproduced thereby
Pourabdoli et al. A new process for the production of ferrotitanium from titania slag
Gasik Technology of vanadium ferroalloys
CN205954085U (en) Equipment of metallic lead recovery of hot aluminium ash and slag preparation steelmaking auxiliary material
JPS58213810A (en) Separation of iron and iron alloy from fine grain crude oxidation product
RU2206630C2 (en) Method of converting titanomagnetite vanadium- containing ore into titanic iron, vanadium slag and titanium-containing alloy
RU2228967C2 (en) Method of production of titanium-containing master alloy
RU2350670C2 (en) Method of concentrates treatment from ore, containing oxides of ferric, titanium and vanadium and facility for its implementation

Legal Events

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

Effective date: 20080628