RU2423530C2 - Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием - Google Patents
Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423530C2 RU2423530C2 RU2009108860A RU2009108860A RU2423530C2 RU 2423530 C2 RU2423530 C2 RU 2423530C2 RU 2009108860 A RU2009108860 A RU 2009108860A RU 2009108860 A RU2009108860 A RU 2009108860A RU 2423530 C2 RU2423530 C2 RU 2423530C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vanadium
- aggregate
- pellets
- reduction
- feo
- Prior art date
Links
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
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности, к переработке ванадийсодержащих титаномагнетитов и выплавке легированных ванадием сталей. Способ включает восстановление титаномагнетитовых ванадийсодержащих рудных материалов углем или углесодержащими материалами в агрегате прямого жидкофазного восстановления с одновременным получением чугуна и горячих восстановительных газов, металлизацию в агрегате металлизации окисленных ванадийсодержащих окатышей при подаче горячих восстановительных газов из агрегата прямого жидкофазного восстановления, подачу жидкого чугуна, металлизированных окатышей и лома в дуговую электропечь и плавку с получением легированной ванадием стали. Часть горячих металлизированных окатышей из агрегата металлизации загружают в агрегат прямого жидкофазного восстановления, при этом доля металлизированных окатышей в шихте агрегата прямого жидкофазного восстановления m определяют из соотношения: m=1/2(FeOж.к./(FeOж.к.-FeOм.о.), где FeOж.к и FeOм.о. - содержание FeO в титаномагнетитовом ванадийсодержащем рудном материале в пересчете оксидов железа на FeO по кислороду и в металлизированных окатышах соответственно. Изобретение обеспечивает увеличение извлечения ванадия в металл, снижение расхода угля на жидкофазное восстановление и снижение риска вспенивания шлака в агрегате ПЖВ. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке ванадийсодержащих титаномагнетитов и выплавке легированных ванадием сталей.
Известны способы переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием [1-3].
В этих способах используется в качестве источника восстановительных сред природный газ, уголь или углеродсодержащие материалы.
В известных способах [3-5] используется комбинированный способ восстановления ванадийсодержащих титаномагнетитов: жидкофазное восстановление в агрегате прямого жидкофазного восстановления (ПЖВ) и твердогазофазное восстановление в агрегатах металлизации. При этом агрегат ПЖВ работает в смешанном режиме: с получением жидкого чугуна и горячих восстановительных газов, направляемых в агрегат металлизации.
Однако недостатком этих способов является сравнительно высокое содержание фосфора в чугуне, что усложняет процесс извлечения ванадия в сталь в восстановительный период в электродуговой печи. В этом случае приходится для предварительного извлечения ванадия дополнительно вводить в технологическую схему агрегат деванадации, что усложняет технологический процесс.
Кроме того, при большом содержании оксидов железа в рудных материалах и большой доле жидкофазного восстановления в агрегате ПЖВ в шлак переходит значительное количество оксидов железа, что приводит к снижению степени извлечения ванадия и может явиться причиной аварийного вспенивания шлака.
Таким образом, известен способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего железорудного сырья [3]. Однако недостатком этого способа является повышенное содержание фосфора в чугуне агрегата ПЖВ, что затрудняет протекание восстановительного процесса в электродуговой печи и большое содержание оксида железа в шлаке агрегата ПЖВ, что приводит к снижению степени извлечения ванадия и риску вспенивания шлака. Кроме того, расход угля на протекание процессов жидкофазного восстановления значителен.
Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение увеличения извлечения ванадия в металл, снижение расхода угля на жидкофазное восстановление и снижение риска вспенивания шлака в агрегате ПЖВ.
Эта задача решается следующим образом.
Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов с прямым легированием стали ванадием включает восстановление титаномагнетитовых ванадийсодержащих рудных материалов углем или углесодержащими материалами в агрегате прямого жидкофазного восстановления с одновременным получением чугуна и горячих восстановительных газов, металлизацию в агрегате металлизации окисленных ванадийсодержащих окатышей при подаче горячих восстановительных газов из агрегата прямого жидкофазного восстановления, подачу жидкого чугуна, металлизированных окатышей и лома в дуговую электропечь и плавку с получением легированной ванадием стали, отличается тем, что часть горячих металлизированных окатышей из агрегата металлизации загружают в агрегат прямого жидкофазного восстановления, при этом доля металлизированных окатышей в шихте агрегата прямого жидкофазного восстановления m определяют из соотношения
где FeOж.к и FeOм.o. - содержание FeO в титаномагнетитовом ванадийсодержащем рудном материале или в пересчете оксидов железа на FeO по кислороду и в металлизированных окатышах соответственно.
Как известно, нормальный ход плавки в агрегате ПЖВ (печи РОМЕЛТ) характеризуется содержанием FeO в шлаке на уровне 3,0-3,5% [4]. Различные факторы неточностей в управлении процессом (избытки или недостаток угля, увеличение его крупности и зольности) могут приводить к увеличению содержания FeO в шлаке и возникновению риска вспенивания шлака.
Этот риск увеличивается с содержания оксидов железа в рудных материалах и с увеличением расхода угля на протекание процессов восстановления оксидов железа. С увеличением расхода угля увеличивается и содержание фосфора в получаемом чугуне, что приводит к необходимости установки агрегата деванадации и усложнению технологической схемы. Прямое же использование богатого фосфором чугуна в электродуговой печи затрудняет протекание восстановительного периода плавки вследствие синхронного перехода ванадия и фосфора в металл.
Дополнительная задача металлизированных окатышей в ванну агрегата ПЖВ снижает расход угля, что в свою очередь уменьшает содержание фосфора в чугуне.
Кроме того, так как содержание оксида железа FeO в металлизированных окатышах невелико (на уровне 7,5-16,7% [5]), то восстановительные процессы в ванне проходят более спокойно, степень жидкофазного восстановления соответственно снижается, а возможность увеличения содержания FeO в шлаке также уменьшается.
Необходимая пропорция рудных материалов и металлизированных окатышей в шихте агрегата ПЖВ оценивается, прежде всего, по необходимости поддержания на требуемом уровне содержания FeO в шлаке. Концентрация FeO в шлаке, равная 6-7%, уже является предельной, приводящей к риску вспенивания шлака и аварийному состоянию процесса [4]. Учитывая, что нормальное протекание процесса РОМЕЛТ обеспечивается при содержании FeO в шлаке на уровне 3,0-3,5%, можно считать двухкратный запас по снижению содержания FeO в шлаке достаточной гарантией безаварийности процесса. При этом требуемое соотношение металлизированных окатышей и титаномагнетитового ванадийсодержащего рудного материала, обеспечивающее двухкратный запас по содержанию FeO в шлаке, определится из выражения
где m - доля металлизированных окатышей в шихте; FeOж.к и FeOм.о. - содержание FeO в титаномагнетитовом ванадийсодержащем рудном материале (в пересчете оксидов железа на FeO по кислороду) и в металлизированных окатышах соответственно.
Тогда из формулы (1) получаем
Например, при FeOж.к=80% и FeOм.о.=15% величина
При добавлении в шихту металлизированных окатышей требуемый расход угля на восстановление оксидов железа снижается. Это снижение оценивается по доле снижения кислорода в шихте при добавлении металлизированных окатышей, и оно будет соответствовать двухкратному снижению содержания FeO в шихте, т.е. требуемый расход угля на восстановление оксидов железа также при этом снижается в два раза.
При снижении содержания FeO в шлаке увеличивается извлечение ванадия в чугун агрегата ПЖВ. Так, при снижении содержания FeO в шлаке с 5% до 0,5% степень извлечения ванадия увеличивается с 30% до почти 80% [4].
При этом будет снижено и содержание фосфора в чугуне, так как основным источником фосфора в чугуне является уголь. Даже простое «разбавление» шихты металлизированными окатышами, практически не содержащими фосфора, приводит к соответствующему их доле в шихте снижению содержания фосфора в чугуне. Это облегчает протекание восстановительного периода в дуговой электропечи и позволяет увеличить долю ванадия в стали.
На чертеже приведено устройство, реализующее данный способ. Оно состоит из агрегата ПЖВ (1), шахтной печи металлизации (ШП) (2), дуговой электропечи ЭДП (3) и рекуператоров (4) и (5).
Устройство работает следующим образом. В агрегат ПЖВ (1) загружается титаномагнетитовый ванадийсодержащий рудный материал (6), энергетический уголь (7) и часть металлизированных окатышей из шахтной печи (15). В рекуператор (4) подается кислородно-воздушная смесь (9). Получаемый в агрегате ПЖВ горячий восстановительный газ (10) поступает в рекуператор (4), в который подается и нагреваемая кислородно-воздушная смесь (9). Восстановительный газ с температурой 750-850°С из рекуператора (4) подается на вход ШП (11). Подогретое кислородно-воздушное дутье подается на фурмы агрегата ПЖВ (8). В ШП поступают окисленные окатыши, содержащие оксиды ванадия (12). Металлизированные окатыши ШП (14) подаются в электропечь (3). Часть металлизированных окатышей (15) подается в агрегат ПЖВ (1). В электродуговую печь (3) подается также чугун агрегата ПЖВ (13) и лом (16). Колошниковый газ ШП (17) подается в рекуператор (5) как теплоноситель, в который также подается нагреваемый кислород (18). Далее подогретый кислород поступает на верхние фурмы агрегата ПЖВ (19) для дожигания части восстановительного газа. Часть колошникового газа используется в топливно-кислородных горелках ЭДП (20), а часть подается как экспортный газ (21). Часть металлизированных окатышей используется в виде экспортных (22). Состав металлической части электродуговой печи: 50-60% металлизированных окатышей, 30-40% чугуна, 10-20% металлического лома.
Использование данного способа приводит к увеличению извлечения ванадия в металл, снижает риск вспенивания шлака и облегчает управление плавкой в агрегате ПЖВ, обеспечивает снижение расхода угля на процесс восстановления в агрегате ПЖВ.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Лисиенко В.Г., Соловьева Н.В., Трофимова О.Г. Альтернативная металлургия: проблема легирования, модельные оценки эффективности / Под ред. В.Г.Лисиенко. М.: Теплотехник, 2007. - 440 с.
2. Лисиенко В.Г., Попов В.В. Способ бескоксовой переработки рудного сырья с получением легированной ванадием стали. Патент на изобретение №2318024. Бюл. №6, 27.02.2008.
3. Лисиенко В.Г., Юсфин Ю.С., Смирнов Л.А. и др. Способ бескоксовой переработки ванадийсодержащего рудного сырья с получением легированной ванадием стали, горячих металлизированных окатышей и ванадиевого шлака. Патент на изобретение №2287017. Опубл. 2006.11.10.
4. Процесс Ромелт /В.А.Роменец, B.C.Валавин, А.Б.Усачев и др./ Под ред. В.А.Роменца. - М.: МИСиС, Издательский дом «Руда и Металлы», 2005. - 400 с.
5. Ровнушкин В.А., Смирнов Л.А. Выплавка ванадийсодержащих сталей в электродуговых печах с использованием качканарских металлизированных окатышей. Проблемы производства и применения сталей с ванадием. Материалы Международного научно-практического семинара. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. С.144-171.
Claims (1)
- Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов с прямым легированием стали ванадием, включающий восстановление титаномагнетитовых ванадийсодержащих рудных материалов углем или углесодержащими материалами в агрегате прямого жидкофазного восстановления с одновременным получением чугуна и горячих восстановительных газов, металлизацию в агрегате металлизации окисленных ванадийсодержащих окатышей при подаче горячих восстановительных газов из агрегата прямого жидкофазного восстановления, подачу жидкого чугуна, металлизированных окатышей и лома в дуговую электропечь и плавку с получением легированной ванадием стали, отличающийся тем, что часть горячих металлизированных окатышей из агрегата металлизации загружают в агрегат прямого жидкофазного восстановления, при этом доля металлизированных окатышей в шихте агрегата прямого жидкофазного восстановления m определяют из соотношения:
где FeOж.к и FeOм.о - содержание FeO в титаномагнетитовом ванадийсодержащем рудном материале в пересчете оксидов железа на FeO по кислороду и в металлизированных окатышах соответственно.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108860A RU2423530C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009108860A RU2423530C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009108860A RU2009108860A (ru) | 2010-09-20 |
| RU2423530C2 true RU2423530C2 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=42938773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009108860A RU2423530C2 (ru) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2423530C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015094008A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
| WO2019012401A1 (en) | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Tenir Project Management Limited | METHOD FOR PROCESSING TITANOMAGNETIC ORE MATERIALS |
-
2009
- 2009-03-10 RU RU2009108860A patent/RU2423530C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015094008A1 (en) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Tenir Project Management Limited | Method for processing titanomagnetite ore materials |
| WO2019012401A1 (en) | 2017-07-11 | 2019-01-17 | Tenir Project Management Limited | METHOD FOR PROCESSING TITANOMAGNETIC ORE MATERIALS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009108860A (ru) | 2010-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Steinberg et al. | The history and development of the pyrometallurgical processes at Evraz Highveld Steel & Vanadium | |
| Anameric et al. | Direct iron smelting reduction processes | |
| CN101665871B (zh) | 生产碳化钛渣的方法 | |
| CN103266196B (zh) | 90吨转炉用低温低硅铁水生产碳素钢的方法 | |
| CN107779540A (zh) | 一种高硅铁水的转炉单渣冶炼方法 | |
| Ahmed et al. | Parameters affecting energy consumption for producing high carbon ferromanganese in a closed submerged arc furnace | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| CN106282477B (zh) | 一种超低磷钢的冶炼方法 | |
| CN103911479A (zh) | 90t顶底复吹转炉中铬矿直接还原合金化的方法 | |
| CN105132611B (zh) | 一种转炉单渣生产超低磷钢的方法 | |
| CN102051427B (zh) | 利用富氧顶吹熔融还原技术混合冶炼高磷铁矿和钛铁矿制取低磷低钛铁水的方法 | |
| CN103627846B (zh) | 氧化钼直接合金化炼钢的方法 | |
| RU2423530C2 (ru) | Способ переработки ванадийсодержащих титаномагнетитов при прямом легировании стали ванадием | |
| Pfeifer et al. | Thermodynamic analysis of EAF electrical energy demand | |
| CN104611513A (zh) | 一种钢渣中钒的利用方法 | |
| US20110185856A1 (en) | Ironmaking and Steelmaking | |
| RU2337971C1 (ru) | Способ производства стали с использованием металлизированного железорудного сырья | |
| Shatokhin et al. | New method for processing metallurgical wastes | |
| CN104805249B (zh) | 双渣留渣半钢炼钢的造渣方法 | |
| CN103725821A (zh) | 一种提高含钒钛半钢炼钢转炉炉龄的方法 | |
| Karimov | Improving steel melting intensity in the process of electrosmeltingfrom waste and pellets (HBI) | |
| Cavaliere et al. | Basic oxygen furnace: most efficient technologies for greenhouse emissions abatement | |
| CN100564546C (zh) | 一种预熔电炉前期熔渣方法 | |
| Li et al. | Comprehensive evaluation of oxycup process for steelmaking dust treatment based on calculation of mass balance and heat balance | |
| JP5625238B2 (ja) | 溶鉄の精錬方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120311 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130227 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140311 |