RU2516208C2 - Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium - Google Patents
Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2516208C2 RU2516208C2 RU2012133852/02A RU2012133852A RU2516208C2 RU 2516208 C2 RU2516208 C2 RU 2516208C2 RU 2012133852/02 A RU2012133852/02 A RU 2012133852/02A RU 2012133852 A RU2012133852 A RU 2012133852A RU 2516208 C2 RU2516208 C2 RU 2516208C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- ferrotitanium
- content
- slag
- charge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферротитана марки ФТи35С5, содержащей 28-40 мас.% титана (ГОСТ 4761-91С.2), которая востребована в промышленности и широко используется в качестве легирующего компонента для производства низколегированных конструкционных, нержавеющих, жаропрочных сталей, сварочных электродов.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of ferrotitanium grade ФТи35С5, containing 28-40 wt.% Titanium (GOST 4761-91С.2), which is in demand in the industry and is widely used as an alloying component for the production of low alloy structural, stainless, heat-resistant steels welding electrodes.
При производстве ферротитана возникают проблемы оптимального выбора титаносодержащего сырья и других компонентов шихты для его выплавки. В качестве титаносодержащего сырья в основном используют ильменитовый, рутиловый концентраты, рудные композиты, отходы, которые кроме оксида титана содержат вредные примеси (Р, S, цветные металлы), что усложняет и удорожает технологический процесс получения качественного ферротитана.In the production of ferrotitanium, problems arise in the optimal choice of titanium-containing raw materials and other components of the mixture for its smelting. As titanium-containing raw materials, ilmenite, rutile concentrates, ore composites, waste materials, which, in addition to titanium oxide, contain harmful impurities (P, S, non-ferrous metals) are mainly used, which complicates and increases the cost of the process for producing high-quality ferrotitanium.
Известен способ алюминотермического получения ферротитана (SU 1786170 А1), включающий предварительную подачу в агрегат отходов металлического титана, загрузку и расплавление основных частей шихты, довосстановление оксидов титана, выдержку и выпуск продуктов плавки. В качестве шихтовых материалов использовали титановый ильменитовый концентрат (55,4% TiO2), железорудный окатыш, алюминий вторичный, ферросилиций 75%-ный, известь и алюминокремниевый сплав. Способ предполагает повышение извлечения титана, улучшение качества при снижении удельного расхода алюминия и ферросилиция. Однако известный способ не нашел применение в промышленных условиях по причине высоких энергетических и материальных затрат, сложности контроля параметров технологического процесса.A known method of aluminothermic production of ferrotitanium (SU 1786170 A1), comprising pre-supplying titanium metal waste to the unit, loading and melting the main parts of the charge, additional reduction of titanium oxides, aging and release of melting products. As the charge materials used were titanium ilmenite concentrate (55.4% TiO 2 ), iron ore pellet, secondary aluminum, 75% ferrosilicon, lime and aluminum-silicon alloy. The method involves increasing the extraction of titanium, improving quality while reducing the specific consumption of aluminum and ferrosilicon. However, the known method did not find application in industrial conditions due to the high energy and material costs, the complexity of controlling the parameters of the process.
Из уровня техники известен способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита (RU 2329322 С2), который включает предварительное введение в электродуговую печь железного лома, расплавление его и удаление образовавшегося шлака, загрузку после слива на первой стадии шихты из ильменита (TiO2 60 мас.%, Fe2O3 31,7 мас.%), электродного боя, извести или известняка, восстановление и плавление железа, слив содержащего оксид титана шлака (TiO2 79,5 мас.%, Fe2O3 7,8 мас.%, остальное - примеси оксидов Al, Si, V, Mn, S и Р), приготовление для второй стадии плавления основной шихты, состоящей из содержащего оксид титана дробленого шлака, полученного на первой стадии, и алюминия, плавление основной шихты с образованием ферросплава. Приготовленную основную шихту используют в качестве наполнителя и формируют из нее расходуемый электрод в металлической оболочке, который плавят под слоем флюса до образования ферротитана, содержащего 68-78,7 мас.% титана, 19,3-30,0 мас.% железа и до 1,98 мас.% примесей.The prior art method for producing high-titanium ferroalloy from ilmenite (RU 2329322 C2), which includes the preliminary introduction of scrap iron into an electric arc furnace, its melting and removal of the resulting slag, loading after discharge at the first stage of the charge from ilmenite (TiO 2 60 wt.%, Fe 2 O 3 31.7 wt.%), Electrode battle, lime or limestone, reduction and melting of iron, discharge of slag containing titanium oxide (TiO 2 79.5 wt.%, Fe 2 O 3 7.8 wt.%, the rest is impurities of oxides of Al, Si, V, Mn, S and P), preparation for the second stage of melting, the main charge, consisting of crushed slag containing titanium oxide obtained in the first stage, and aluminum, melting the main charge with the formation of a ferroalloy. The prepared main charge is used as a filler and a consumable electrode is formed in it in a metal shell, which is melted under a flux layer to form ferrotitanium containing 68-78.7 wt.% Titanium, 19.3-30.0 wt.% Iron, and 1.98 wt.% Impurities.
К недостаткам изложенного изобретения следует отнести: применение электродного боя и известняка приводят к повышенному содержанию углерода в промежуточном продукте и последующий переход углерода в конечный ферротитан; отрицательное влияние углерода на алюминотермические процессы получения ферротитана; использование и координация действий по использованию нескольких единиц печного оборудования (печь для выплавки содержащего оксид титана шлака, электродуговая печь для выплавки слитков ферротитана из расходуемого электрода).The disadvantages of the described invention include: the use of electrode combat and limestone lead to an increased carbon content in the intermediate product and the subsequent transition of carbon to the final ferrotitanium; the negative effect of carbon on aluminothermic processes for producing ferrotitanium; the use and coordination of the use of several units of furnace equipment (a furnace for smelting titanium oxide-containing slag, an electric arc furnace for smelting ferrotitanium ingots from a consumable electrode).
Известен также патент (RU 2335564 С2) на «Высокотитановый ферросплав, получаемый двухстадийным восстановлением из ильменита», в соответствии с которым в электродуговой печи получают титановый шлак с высоким содержанием оксида титана (79,5 мас.% TiO2) с использованием ильменитовой руды, извести и углеродного восстановителя - электродного боя или кокса, на второй стадии готовят шихту из измельченного шлака, полученного на первой стадии, и алюминия, которую загружают и уплотняют в стальной оболочке с образованием расходуемого электрода. Расходуемый электрод подсоединяют к положительному полюсу источника питания и опускают в предварительно загруженный в ванну электродуговой установки защитный флюс до образования электрической дуги между расходуемым электродом и нижним отрицательным электродом, который подключен к дну ванны. При плавлении происходит восстановление оксидов титана и оксидов железа алюминием под слоем расплавленного шлака с образованием расплава ферротитана, который при затвердевании кристаллизуется в слиток.Also known is a patent (RU 2335564 C2) for “High-titanium ferroalloy obtained by two-stage reduction from ilmenite”, according to which titanium slag with a high content of titanium oxide (79.5 wt.% TiO 2 ) using ilmenite ore is obtained in an electric arc furnace, lime and carbon reducing agent - electrode fight or coke, in the second stage, a mixture is prepared from the crushed slag obtained in the first stage, and aluminum, which is loaded and compacted in a steel shell with the formation of a consumable electrode. The consumable electrode is connected to the positive pole of the power source and the protective flux is lowered into the pre-loaded into the bath of the electric arc installation until an electric arc is formed between the consumable electrode and the lower negative electrode, which is connected to the bottom of the bath. During melting, titanium oxides and iron oxides are reduced by aluminum under a layer of molten slag to form a ferrotitanium melt, which crystallizes into an ingot upon solidification.
К недостаткам известного изобретения следует отнести: необходимость использования двух плавильных агрегатов, необходимость изготовления расходного электрода в стальной оболочке, что удорожает стоимость конечной продукции, а использование углеродного восстановителя (электродного боя) приводит к повышенному содержанию углерода в шлаке первой стадии, что негативно отражается на алюминотермическом получении ферротитана во второй стадии, содержание фосфора в шлаке первой стадии остается высоким, что не позволит получить ферротитан с содержанием фосфора менее 0,04 мас.%.The disadvantages of the known invention include: the need to use two melting units, the need to manufacture a consumable electrode in a steel shell, which increases the cost of the final product, and the use of a carbon reducing agent (electrode battle) leads to an increased carbon content in the slag of the first stage, which negatively affects the aluminothermic obtaining ferrotitanium in the second stage, the phosphorus content in the slag of the first stage remains high, which will not allow to obtain ferrotitanium with holding phosphorus less than 0.04 wt.%.
Из уровня техники известен патент (RU 2318032 С1) «Ферротитан для легирования стали и способ его алюминотермического получения», который включает способ алюминотермического получения ферротитана из титанового сырья. В составе шихты на плавку значительно снижают содержание оксида железа путем замены части ильменитового концентрата рутиловым концентратом, задавая их в соотношении соответственно по массе (0,8-1,2):1.The prior art patent (RU 2318032 C1) “Ferrotitanium for alloying steel and a method for its aluminothermic production” is known, which includes a method for aluminothermally producing ferrotitanium from titanium raw materials. In the composition of the mixture for melting significantly reduce the content of iron oxide by replacing part of the ilmenite concentrate with rutile concentrate, setting them in a ratio, respectively, by weight (0.8-1.2): 1.
Соотношение масс оксида титана TiO2 к оксидужелеза в пересчете на FeOTiO2:FeO в рутиловом концентрате составляет (37-76):1, в ильменитовом концентрате это соотношение равно (1,4-1,5):1, в принятой пропорции ильменитового и рутилового концентратов это соотношение находится в пределах (2,1-2,6):1, а в шихте на плавку в целом соответственно (1,8-2,2):1, чем обеспечивается повышенное до 48-56 мас.% содержание титана в получаемом сплаве.The mass ratio of titanium oxide TiO 2 to iron oxide in terms of FeOTiO 2 : FeO in rutile concentrate is (37-76): 1, in ilmenite concentrate this ratio is (1.4-1.5): 1, in the accepted proportion of ilmenite and rutile concentrates, this ratio is in the range (2.1-2.6): 1, and in the charge for melting as a whole, respectively (1.8-2.2): 1, which ensures an increased content to 48-56 wt.% titanium in the resulting alloy.
Способ включает предварительное проплавление в горне запальной части шихты, содержащей часть титанового сырья - ильменитовый концентрат, алюминий, окалину железную и известь, затем проплавление в электропечи 60-75% титанового сырья с известью, в том числе всю массу рутилового концентрата, восстановление первичным алюминием оксидов расплава и оксидов одновременно загружаемой оставшейся части ильменитового концентрата и после окончания восстановления оксидов металлов алюминием выпуск продуктов плавки. Получаемый по указанному способу ферротитан имеет повышенное содержание фосфора и алюминия по причине высокой концентрации фосфора в ильмените и вынужденным целенаправленным насыщением расплава алюминием с целью повышения извлечения титана из сырья в сплав. Кроме этого из-за дефицита и высокой стоимости рутилового концентрата промышленное производство ферротитана малорентабельно.The method includes preliminary melting in the furnace of the ignition part of the charge containing a portion of titanium raw materials - ilmenite concentrate, aluminum, iron oxide and lime, then melting in an electric furnace 60-75% of titanium raw materials with lime, including the entire mass of rutile concentrate, reduction of oxides with primary aluminum melt and oxides of the simultaneously loaded remaining part of ilmenite concentrate and after the end of the reduction of metal oxides with aluminum, the release of smelting products. Ferrotitanium obtained by this method has a high content of phosphorus and aluminum due to the high concentration of phosphorus in ilmenite and forced purposeful saturation of the melt with aluminum in order to increase the extraction of titanium from raw materials into the alloy. In addition, due to the shortage and high cost of rutile concentrate, the industrial production of ferrotitanium is unprofitable.
Практика использования составов шихтовых материалов, применяемых для получения ферротитана по известным техническим решениям, указывает на ряд недостатков: использование при шихтовке дефицитного сырья, требующего значительных материальных и энергетических затрат; наличие в компонентах шихты вредных примесей, что усложняет контроль безопасного ведения технологического процесса получения гарантированного качества ферротитана.The practice of using the compositions of the charge materials used to obtain ferrotitanium according to well-known technical solutions indicates a number of disadvantages: the use of scarce raw materials during batching, requiring significant material and energy costs; the presence in the components of the mixture of harmful impurities, which complicates the control of safe conduct of the technological process of obtaining the guaranteed quality of ferrotitanium.
Из источников патентной информации (RU 2335564 С2) известно использование титаносодержащего шлака (состава, мас.%: 79,5 TiO2, 7,8 Fe2O3 с примесями оксидов Al, Si, V, Mn) в малокомпонентной шихте, содержащей алюминий, стекло, известь. Основная шихта используется только для получения ферротитана методом плавления расходуемого электрода в стальной оболочке, наполненной указанной шихтой.From the sources of patent information (RU 2335564 C2) it is known to use titanium-containing slag (composition, wt.%: 79.5 TiO 2 , 7.8 Fe 2 O 3 with impurities of Al, Si, V, Mn oxides) in a low-charge mixture containing aluminum , glass, lime. The main charge is used only to obtain ferrotitanium by melting the consumable electrode in a steel shell filled with the specified charge.
Близкой по технической сущности, составу и достигаемому результату для алюминотермического получения ферротитана (RU 2318032 С1) является состав основной шихты, используемой для проплавления содержащей концентрат ильменитовый, концентрат рутиловый, алюминий, известь, окалину железную.The technical composition, composition and achieved result for aluminothermic production of ferrotitanium (RU 2318032 C1) are close to that of the main charge used for melting containing ilmenite concentrate, rutile concentrate, aluminum, lime, and iron oxide.
Задачей заявленного технического решения является формирование состава шихты, обеспечивающей стабильный процесс восстановления титана из оксидов на стадии технологического процесса алюминотермического получения ферротитана с низким содержанием С, Р, S и улучшение технико-экономических показателей процесса.The objective of the claimed technical solution is the formation of the composition of the mixture, providing a stable process for the recovery of titanium from oxides at the stage of the process of aluminothermic production of ferrotitanium with a low content of C, P, S and improving the technical and economic indicators of the process.
Поставленная задача достигается тем, что в известном составе шихты, содержащей ильменитовый концентрат, алюминий, известь, окалину железную используют ферросилиций 75%-ный, стальной лом и дробленный титаносодержащий шлак при следующем содержании компонентов, мас.%: концентрат ильменитовый с содержанием TiO2 52-54 мас.% - 26,6-27,8; алюминий вторичный 21,0-27,0; известь с содержанием углерода не более 0,3 мас.% 4,5-4,9; окалину железную 13,2-14,4; ферросилиций 75%-ный 0,3-0,9; стальной лом 0,5-3,4; дробленный титаносодержащий шлак 26,6-29,0, состава, мас.%: оксид титана 54-59, оксид алюминия 10-15, оксид кальция 12-17, оксид железа (в пересчете на FeO) 8,4-10,2, оксид кремния 4,8-6,5, оксид магния 0,8-2,1, углерод 0,01-0,02, фосфор не более 0,01, сера не более 0,005.The problem is achieved in that in the known composition of the mixture containing ilmenite concentrate, aluminum, lime, iron oxide, 75% ferrosilicon, steel scrap and crushed titanium-containing slag are used in the following components, wt.%: Ilmenite concentrate with TiO 2 52 content -54 wt.% - 26.6-27.8; secondary aluminum 21.0-27.0; lime with a carbon content of not more than 0.3 wt.% 4,5-4,9; iron oxide 13.2-14.4; ferrosilicon 75% 0.3-0.9; steel scrap 0.5-3.4; crushed titanium-containing slag 26.6-29.0, composition, wt.%: titanium oxide 54-59, alumina 10-15, calcium oxide 12-17, iron oxide (in terms of FeO) 8.4-10.2 , silicon oxide 4.8-6.5, magnesium oxide 0.8-2.1, carbon 0.01-0.02, phosphorus not more than 0.01, sulfur not more than 0.005.
Сущность изобретения - в оптимизации компонентного и количественного состава титаносодержащей шихты, обогащенной оксидами титана, в том числе за счет использования титаносодержащего шлака, по составу и свойствам близкого к дорогостоящему концентрату из рутиловой руды.The essence of the invention is to optimize the component and quantitative composition of a titanium-containing charge enriched in titanium oxides, including through the use of titanium-containing slag, in composition and properties close to an expensive concentrate from rutile ore.
Заявленный количественный состав компонентов титаносодержащей шихты позволяет решать поставленную задачу, а отклонения от указанных пределов приводит к нарушению режима плавки, ухудшению качества и технико-экономических показателей технологического процесса алюминотермического получения ферротитана.The claimed quantitative composition of the components of the titanium-containing mixture allows us to solve the problem, and deviations from these limits leads to a violation of the melting mode, deterioration in the quality and technical and economic indicators of the process of aluminothermic production of ferrotitanium.
При содержании концентрата ильменитового с содержанием TiO2 52-54 мас.% ниже 26,6 мас.% снижается содержание титана в ферротитане ниже марочного состава. При содержании концентрата ильменитового с содержанием TiO2 выше 27,8 мас.% снижается степень извлечения титана из титанового сырья в ферротитан и увеличивается содержание фосфора в ферротитане.When the content of ilmenite concentrate with a TiO 2 content of 52-54 wt.% Is lower than 26.6 wt.%, The titanium content in ferrotitanium decreases below the grade composition. When the content of ilmenite concentrate with a TiO 2 content of above 27.8 wt.% Decreases the degree of extraction of titanium from titanium raw materials into ferrotitanium and increases the phosphorus content in ferrotitanium.
При содержании титаносодержащего шлака, ниже 26,6 мас.% снижается содержание титана в ферротитане и увеличивается содержание фосфора в ферротитане. При содержании титаносодержащего шлака, выше 29,0 мас.% снижается степень извлечения титана из титанового сырья в ферротитан.When the content of titanium-containing slag, below 26.6 wt.% Decreases the titanium content in ferrotitanium and increases the phosphorus content in ferrotitanium. When the content of titanium-containing slag, above 29.0 wt.% Decreases the degree of extraction of titanium from titanium raw materials in ferrotitanium.
При содержании алюминия вторичного ниже 21 мас % снижается степень восстановления основных оксидов металла и ухудшается тепловой режим плавки. При содержании алюминия вторичного выше 27 мас.% увеличивается содержание алюминия, перешедшего в ферротитан.When the content of secondary aluminum is lower than 21 wt%, the degree of reduction of basic metal oxides decreases and the thermal mode of smelting worsens. When the content of secondary aluminum is higher than 27 wt.%, The content of aluminum converted to ferrotitanium increases.
При содержании извести с содержанием углерода не более 0,3 мас.% ниже 4,5 мас.% ухудшаются условия связывания глинозема, образующего при восстановлении оксидов, и осаждения ферротитана в слиток. При содержании извести с содержанием углерода не более 0,3 мас.% выше 4,9 мас.% неоправданно увеличивается расход извести.When the content of lime with a carbon content of not more than 0.3 wt.% Below 4.5 wt.%, The conditions for the binding of alumina forming during the reduction of oxides and the precipitation of ferrotitanium into an ingot are worsened. When the content of lime with a carbon content of not more than 0.3 wt.% Above 4.9 wt.%, The consumption of lime unreasonably increases.
При содержании окалины железной ниже 13,2 мас.% снизится количество выделенного тепла и ухудшится режим плавки. При содержании окалины железной выше 14,4 мас.% снизится содержание ведущего элемента титана в ферротитане, а также возрастет скорость процессов восстановления и пылеунос шихтовых материалов.When the iron oxide content is below 13.2 wt.%, The amount of heat generated will decrease and the melting mode will deteriorate. When the content of iron oxide is higher than 14.4 wt.%, The content of the leading element of titanium in ferrotitanium will decrease, and the speed of reduction processes and dust removal of charge materials will increase.
При содержании ферросилиция ниже 0,3 мас.% уменьшится образование силицидов титана и снизится извлечение титана в ферротитан. При содержании ферросилиция выше 0,9 мас.% увеличится содержание кремния в сплаве, что приведет к ухудшению сортности ферротитана.When the content of ferrosilicon is below 0.3 wt.%, The formation of titanium silicides will decrease and the extraction of titanium into ferrotitanium will decrease. When the content of ferrosilicon is above 0.9 wt.%, The silicon content in the alloy will increase, which will lead to a deterioration in the grade of ferrotitanium.
При содержании лома стального ниже 0,5 мас.% снизится извлечение титана в ферротитан. При содержании лома стального выше 3,4 мас.% снизится содержание ведущего элемента титана в ферротитане.When the content of steel scrap below 0.5 wt.% Will reduce the extraction of titanium in ferrotitanium. When the content of steel scrap is above 3.4 wt.%, The content of the leading element of titanium in ferrotitanium will decrease.
Заявленный состав шихты направлен на достижение единого изобретательского замысла - создание простого надежного и малозатратного (с высокой степенью извлечения титана из сырья) способа алюминотермического получения качественного ферротитана марок, содержащих 28-40% титана, в частности марки ФТи35С5 (ГОСТ 4761-91C.2), широко востребованных во многих отраслях промышленности.The claimed composition of the charge is aimed at achieving a single inventive concept - the creation of a simple reliable and low-cost (with a high degree of extraction of titanium from raw materials) method of aluminothermic production of high-quality ferrotitanium grades containing 28-40% titanium, in particular grade FTi35S5 (GOST 4761-91C.2) widely in demand in many industries.
Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа алюминотермического получения ферротитана (RU 2318032 С1), включающего подготовку, загрузку и проплавление в горне запальной части шихты, содержащей часть титанового сырья - ильменитовый концентрат, алюминий, окалину железную и известь, затем проплавление в электропечи 60-75% титанового сырья с известью, восстановление первичным алюминием оксидов расплава и оксидов одновременно загружаемой оставшейся части ильменитового концентрата в заявленном способе алюминотермического получения ферротитана проплавляют титаносодержащую шихту состава, мас.% концентрат ильменитовый с содержанием TiO2 52-54 мас.% - 26,6-27,8; алюминий вторичный 21,0-27,0; известь с содержанием углерода не более 0,3 мас.% - 4,5-4,9; окалина железная 13,2-14,4; ферросилиций 75%-ный - 0,3-0,9; стальной лом 0,5-3,4; дробленный титаносодержащий шлак 26,6-29,0, состава, мас.%: оксид титана 54-59, оксид алюминия 10-15, оксид кальция 12-17, оксид железа (в пересчете на FeO) 8,4-10,2, оксид кремния 4,8-6,5, оксид магния 0,8-2,1, углерод 0,01-0,02, фосфор не более 0,01, сера не более 0,005.The problem is achieved in that, in contrast to the known method of aluminothermic production of ferrotitanium (RU 2318032 C1), which includes the preparation, loading and melting in the furnace of the ignition part of the charge containing part of the titanium raw material - ilmenite concentrate, aluminum, iron oxide and lime, then melting in electric furnaces 60-75% of titanium raw materials with lime, reduction of primary oxides of melt and oxides of simultaneously loaded remaining part of ilmenite concentrate in the claimed method with aluminothermic to obtain ferrotitanium, a titanium-containing mixture of composition is melted, wt.% ilmenite concentrate with a TiO 2 content of 52-54 wt.% - 26.6-27.8; secondary aluminum 21.0-27.0; lime with a carbon content of not more than 0.3 wt.% - 4.5-4.9; iron oxide 13.2-14.4; ferrosilicon 75% - 0.3-0.9; steel scrap 0.5-3.4; crushed titanium-containing slag 26.6-29.0, composition, wt.%: titanium oxide 54-59, alumina 10-15, calcium oxide 12-17, iron oxide (in terms of FeO) 8.4-10.2 , silicon oxide 4.8-6.5, magnesium oxide 0.8-2.1, carbon 0.01-0.02, phosphorus not more than 0.01, sulfur not more than 0.005.
После окончания процесса плавления шихтовых материалов расплав ферротитана и конечного шлака разливают в изложницы с получением товарной продукции - ферротитана и шлака.After the melting process of the charge materials is completed, the melt of ferrotitanium and the final slag are poured into molds to obtain commercial products - ferrotitanium and slag.
В группе заявленных изобретений предложен способ алюминотермического получения титаносодержащего шлака, который используется в качестве компонента титаносодержащей шихты для получения ферротитана.In the group of claimed inventions, a method for aluminothermally producing a titanium-containing slag, which is used as a component of a titanium-containing mixture to obtain ferrotitanium, is proposed.
Из источников информации известно получение титаносодержащего шлака в электропечи при плавлении шихты компонентного состава: чугунный или стальной лом, ильменитовая руда, электродный бой или кокс, известь или известняк (RU 2335564 С2). Однако при плавлении такой шихты необходимо обеспечить ошлакование большой массы пустой породы.From information sources it is known to obtain titanium-containing slag in an electric furnace during melting of a charge of component composition: cast iron or steel scrap, ilmenite ore, electrode fight or coke, lime or limestone (RU 2335564 C2). However, when melting such a charge, it is necessary to ensure slagging of a large mass of waste rock.
Известно применение рудной (оксидно-флюсовой) шихты для получения расплавленного титаносодержащего шлака, используемого в качестве компонента шихты при проплавлении восстановительной части шихты для алюминотермического получения ферротитана (RU 2318032 С1). Многолетним опытом промышленного производства на ферросплавном заводе регламентирован состав шихты, мас.%: концентрат ильменитовый 27,6-29,6; рутиловый концентрат 27,6-29,5; алюминий первичный 28,0-29,1; известь молотая 10,7-11,4; окалина железная 2,2-2,4. Использование ильменитового и рутилового концентратов, а также первичного алюминия усложняет процесс получения ферротитана и в целом ухудшает технико-экономические показатели.It is known to use an ore (oxide-flux) mixture to obtain molten titanium-containing slag used as a component of the mixture in the melting of the reduction part of the mixture for aluminothermic production of ferrotitanium (RU 2318032 C1). The long-term experience of industrial production at the ferroalloy plant has regulated the composition of the mixture, wt.%: Ilmenite concentrate 27.6-29.6; rutile concentrate 27.6-29.5; primary aluminum 28.0-29.1; ground lime 10.7-11.4; iron oxide 2.2-2.4. The use of ilmenite and rutile concentrates, as well as primary aluminum, complicates the process of producing ferrotitanium and generally worsens technical and economic indicators.
Задачей предлагаемого изобретения является создание оптимального компонентного и количественного состава шихты для способа получения высококачественного титаносодержащего шлака с низким содержанием вредных примесей и с высоким содержанием оксида титана, как компонента основной титаносодержащей шихты для алюминотермического получения ферротитана.The objective of the invention is to create the optimal component and quantitative composition of the charge for a method for producing high-quality titanium-containing slag with a low content of harmful impurities and a high content of titanium oxide, as a component of the main titanium-containing mixture for aluminothermic production of ferrotitanium.
Поставленная задача достигается тем, что при плавлении в электропечи в известный состав шихты, содержащей ильменитовый концентрат, алюминий, известь, окалину железную, добавляют ферросилиций 75%-ный, а компоненты взяты при следующем количественном соотношении, мас.%: концентрат ильменитовый с содержанием TiO2 63-65 мас.% 75,5-79,2, алюминий вторичный 4,9-5,8, известь с содержанием углерода не более 0,6 мас.% 12,0-13,2, окалина железная 2,6-3,8, ферросилиций 75%-ный 2,6-2,8.This object is achieved in that when melting in an electric furnace, 75% strength ferrosilicon is added to the known composition of the mixture containing ilmenite concentrate, aluminum, lime, and iron oxide, and the components are taken in the following quantitative ratio, wt.%: Ilmenite concentrate with TiO content 2 63-65 wt.% 75.5-79.2, secondary aluminum 4.9-5.8, lime with a carbon content of not more than 0.6 wt.% 12.0-13.2, iron oxide 2.6 -3.8, 75% ferrosilicon 2.6-2.8.
Сущность изобретения заключается в том, что в составе шихты для проведения процесса получения титаносодержащего шлака значительно изменено содержание основных компонентов.The essence of the invention lies in the fact that in the composition of the mixture for the process of obtaining titanium-containing slag significantly changed the content of the main components.
Заявленный количественный состав компонентов шихты для проведения процесса получения титаносодержащего шлака позволяет решать поставленную задачу, а отклонения от указанных пределов от их концентрации приводит к нарушению режима плавки, ухудшению качества и технико-экономических показателей технологического процесса получения титаносодержащего шлака.The claimed quantitative composition of the components of the charge for the process of obtaining titanium-containing slag allows us to solve the problem, and deviations from these limits from their concentration leads to a violation of the melting mode, deterioration in the quality and technical and economic indicators of the technological process for producing titanium-containing slag.
При содержании концентрата ильменитового с содержанием TiO2 63-65 мас.% ниже 75,5 мас.% снижается содержание основных окислов TiO2 и FeO в получаемом титаносодержащем шлаке и ухудшается тепловой баланс процесса алюминотермического получения ферротитана. При содержании концентрата ильменитового с содержанием TiO2 63-65 мас.% выше 79,2 мас.% ухудшаются условия дефосфоризации получаемого титаносодержащего шлака и конечного ферротитана.When the content of the ilmenite concentrate with a TiO 2 content of 63-65 wt.% Below 75.5 wt.% Decreases the content of basic oxides TiO 2 and FeO in the produced slag Ti and deteriorates the heat balance of ferrotitanium aluminothermic process. When the content of ilmenite concentrate with a TiO 2 content of 63-65 wt.% Is higher than 79.2 wt.%, The dephosphorization conditions of the resulting titanium-containing slag and the final ferrotitanium are worsened.
При содержании порошка алюминия вторичного ниже 4,9 мас.% ухудшаются условия восстановления железа и дефосфоризации получаемого титаносодержащего шлака. При содержании порошка алюминия вторичного выше 5.8 мас.% снижается содержание оксидов железа в титаносодержащем шлаке, что приведет к снижению выделенного тепла при проведения процесса алюминотермического получения ферротитана и ухудшению теплового баланса плавки.When the content of secondary aluminum powder is below 4.9 wt.%, The conditions for the reduction of iron and dephosphorization of the resulting titanium-containing slag are worsened. When the content of secondary aluminum powder is higher than 5.8 wt.%, The content of iron oxides in the titanium-containing slag decreases, which will lead to a decrease in the heat generated during the process of aluminothermic production of ferrotitanium and a deterioration in the heat balance of the heat.
При содержании извести (с содержанием углерода не более 0,6%) ниже 12,0 мас.% ухудшится связывание глинозема, что приведет к увеличению температуры плавления титаносодержащего шлака и ухудшит осаждение корольков фосфористого железа. При содержании извести (с содержанием углерода не более 0,6%) выше 13,2 мас.% увеличивается жидкоподвижность титаносодержащего шлака и усложняются условия его подготовки для последующей переработки.When the lime content (with a carbon content of not more than 0.6%) is lower than 12.0 wt.%, The binding of alumina will deteriorate, which will lead to an increase in the melting point of titanium-containing slag and worsen the deposition of kings of phosphorous iron. When the lime content (with a carbon content of not more than 0.6%) is higher than 13.2 wt.%, The liquid mobility of the titanium-containing slag increases and the conditions for its preparation for subsequent processing become more complicated.
При содержании окалины ниже 2,6 мас.% образуется недостаточное для зажигания электрических дуг количество наведенного жидкого шлака. При содержании окалины выше 3,8 мас.% усиливается размывание периклазовой футеровки подины горна.When the scale content is below 2.6 wt.%, Insufficient amount of induced slag is formed to ignite the electric arcs. When the scale content is above 3.8 wt.%, Erosion of the periclase lining of the hearth amplifies.
При содержании ферросилиция ниже 2,6 мас.% ухудшаются условия дефосфоризации титаносодержащего шлака. При содержании ферросилиция выше 2,8 мас.% увеличивается расход ферросилиция без улучшения условий дефосфоризации титаносодержащего шлака.When the content of ferrosilicon is below 2.6 wt.%, The conditions of dephosphorization of titanium-containing slag are worsened. When the content of ferrosilicon is higher than 2.8 wt.%, The consumption of ferrosilicon increases without improving the conditions of dephosphorization of titanium-containing slag.
При плавлении шихты заявленного состава получают товарный продукт - титаносодержащий шлак химического состава, мас.%:When melting the mixture of the claimed composition receive a marketable product - titanium-containing slag of a chemical composition, wt.%:
оксид титана 54-59titanium oxide 54-59
оксид алюминия 10-15alumina 10-15
оксид кальция 12-17calcium oxide 12-17
оксид железа (в пересчете на FeO) 8,4-10,2iron oxide (in terms of FeO) 8.4-10.2
оксид кремния 4,8-6,5silica 4.8-6.5
оксид магния 0,8-2,1magnesium oxide 0.8-2.1
углерод 0,01-0,02carbon 0.01-0.02
фосфор не более 0,01phosphorus no more than 0.01
сера не более 0,005sulfur not more than 0.005
Заявленный количественный состав компонентов в титаносодержащем шлаке, позволяет решать поставленную задачу, а отклонения от указанных пределов от их концентрации приводит к нарушению теплового режима основной плавки, ухудшению качества и технико-экономических показателей технологического процесса алюминотермического получения ферротитана как конечной продукции.The claimed quantitative composition of the components in the titanium-containing slag allows us to solve the problem, and deviations from the indicated limits from their concentration lead to a violation of the thermal regime of the main melting, deterioration in the quality and technical and economic indicators of the aluminothermic production process of ferrotitanium as the final product.
Снижение содержания оксида титана ниже 54 мас.% не обеспечивает получение в конечном ферротитане содержания титана более 28 мас.%. Повышение содержания оксида титана выше 59 мас.% потребует снижения в титаносодержащем шлаке содержания оксида кальция, что снизит степень связывания образующего глинозема и отрицательно повлияет на физические свойства титаносодержащего шлака.The decrease in the content of titanium oxide below 54 wt.% Does not provide a final ferrotitanium titanium content of more than 28 wt.%. An increase in the content of titanium oxide above 59 wt.% Will require a decrease in the content of calcium oxide in the titanium-containing slag, which will reduce the degree of binding of the forming alumina and adversely affect the physical properties of the titanium-containing slag.
Снижение содержания оксида алюминия ниже 10 мас.% уменьшает степень восстановления железа и фосфора, и вывод их в процессе алюминотермического получения ферротитана. Повышение содержания оксида алюминия выше 15 мас.% приводит к неоправданному перерасходу алюминия.A decrease in the content of alumina below 10 wt.% Reduces the degree of reduction of iron and phosphorus, and their conclusion in the process of aluminothermic production of ferrotitanium. An increase in the content of alumina above 15 wt.% Leads to an unjustified overspending of aluminum.
Снижение содержания оксида кальция ниже 12 мас.% не обеспечивает связывание глинозема, что приводит к увеличению температуры плавления титаносодержащего шлака и ухудшит осаждение корольков фосфористого железа. Повышение содержания оксида кальция выше 17 мас.% приводит к увеличению жидкоподвижности титаносодержащего шлака и усложнению условий его подготовки для последующей переработки.The decrease in the content of calcium oxide below 12 wt.% Does not provide the binding of alumina, which leads to an increase in the melting temperature of titanium-containing slag and worsen the deposition of kings of phosphorous iron. An increase in the content of calcium oxide above 17 wt.% Leads to an increase in the liquid mobility of the titanium-containing slag and complicates the conditions for its preparation for subsequent processing.
Снижение содержания оксидов железа (в пересчете на FeO) ниже 8,4 мас.% приведет к снижению выделенного тепла при алюминотермическом восстановлении металлов из оксидов в процессе алюминотермического получения ферротитана и ухудшению теплового баланса основной плавки. Повышение содержания оксидов железа выше 10,2 мас.% не обеспечит достаточно полного удаления фосфора в процессе алюминотермического получения титаносодержащего шлака.A decrease in the content of iron oxides (in terms of FeO) below 8.4 wt.% Will lead to a decrease in heat generated during aluminothermic reduction of metals from oxides during aluminothermic production of ferrotitanium and a deterioration in the heat balance of the main melting. The increase in the content of iron oxides above 10.2 wt.% Will not provide sufficient complete removal of phosphorus in the process of aluminothermic production of titanium-containing slag.
Присутствие вредной примеси фосфора в титаносодержащем шлаке нежелательно, но обусловлено степенью его восстановления из оксидов фосфора и растворения в образующемся железе.The presence of a harmful impurity of phosphorus in a titanium-containing slag is undesirable, but due to the degree of its reduction from phosphorus oxides and dissolution in the resulting iron.
Присутствующие в титаносодержащем шлаке оксид магния и сера являются попутными, специально их не вводят. При выплавке титаносодержащего шлака эти элементы переходят из исходного ильменитового концентрата и из футеровки горна и не оказывают существенного влияния на свойства титаносодержащего шлака и последующую стадию процесса алюминотермического получения ферротитана.Magnesium oxide and sulfur present in the titanium-containing slag are associated, they are not specially introduced. During the smelting of titanium-containing slag, these elements pass from the initial ilmenite concentrate and from the furnace lining and do not significantly affect the properties of the titanium-containing slag and the subsequent stage of the aluminothermic production of ferrotitanium.
По составу компонентов, содержанию оксида титана, вредных примесей (С, Р, S) полученный титаносодержащий шлак, по сути, является «искусственным рутилом» и может быть использован взамен дорогостоящего рутилового концентрата.According to the composition of the components, the content of titanium oxide, harmful impurities (C, P, S), the resulting titanium-containing slag is, in fact, “artificial rutile” and can be used instead of expensive rutile concentrate.
После разливки и охлаждения титаносодержащий шлак дробят, измельчают и используют в составе основной титаносодержащей шихты для алюминотермического получения ферротитана.After casting and cooling, the titanium-containing slag is crushed, crushed and used as part of the main titanium-containing charge for aluminothermic production of ferrotitanium.
Примеры конкретного выполнения технических решений заявленной группы изобретений.Examples of specific technical solutions of the claimed group of inventions.
Подготовленные части шихтовых материалов загружают в смесительный барабан и тщательно перемешивают. Внепечную алюминотермическую плавку на подготовленной шихте проводят с нижним зажиганием шихты в наклоняющемся горне, а слив продуктов плавки в стальную нефутерованную изложницу осуществляют наклоном горна, при этом сначала сливают в изложницу 30-40% шлака для образования гарнисажа, а затем после выдержки, для окончания восстановительных процессов, сливают шлак и металл под слой шлака в изложницу.The prepared parts of the charge materials are loaded into a mixing drum and mixed thoroughly. Out-of-furnace aluminothermic smelting on the prepared charge is carried out with lower ignition of the charge in the leaning furnace, and the products of melting are drained into the non-lined steel mold by tilting the hearth, at that 30-40% of slag is poured into the mold to form a skull, and then after soaking, to finish the reduction processes, pour slag and metal under a layer of slag into the mold.
В таблице 1 приведены соотношение компонентов шихты на плавку, а в таблице 2 соотношение компонентов в частях шихты на плавку в расчете на 1 колошу (100 кг концентрата).Table 1 shows the ratio of the components of the charge for melting, and in table 2 the ratio of the components in the parts of the charge for melting per 1 head (100 kg of concentrate).
Пример 1 (прототип) Кампанию выплавки ферротитана в количестве 21 плавки с восстановлением оксидов по методу алюминотермической плавки с предварительным расплавлением части оксидов и флюса в электропечи проводили с использованием ильменитового и рутилового концентратов в заданном соотношении и алюминия марки А5. Состав ильменитового концентрата, мас.%: TiO2 - 53,2, SiO2 - 1,1, FeO (в пересчете на 100% FeO) - 38,8; состав рутилового концентрата мас.%: TiO2 - 94,8, SiO2 - 1,4, Fe2O3 - 1,4 (FeO - 1,26 в пересчете).Example 1 (prototype) A campaign for the smelting of ferrotitanium in the amount of 21 melts with the reduction of oxides by the method of aluminothermic melting with preliminary melting of part of the oxides and flux in an electric furnace was carried out using ilmenite and rutile concentrates in a given ratio and aluminum grade A5. The composition of ilmenite concentrate, wt.%: TiO 2 - 53.2, SiO 2 - 1.1, FeO (in terms of 100% FeO) - 38.8; the composition of the rutile concentrate wt.%: TiO 2 - 94.8, SiO 2 - 1.4, Fe 2 O 3 - 1.4 (FeO - 1.26 in terms of).
Шихту на плавку составляли на 2800 кг титанового сырья, в том числе 1500 кг (включая 100 кг в запальной части шихты) ильменитового концентрата и 1300 кг рутилового концентрата, соотношение их в шихте соответственно составляло 1,15:1.The charge for melting was 2800 kg of titanium raw materials, including 1500 kg (including 100 kg in the ignition part of the charge) of ilmenite concentrate and 1300 kg of rutile concentrate, their ratio in the charge was 1.15: 1, respectively.
В запальной части, состоящей из 100 кг ильменитового концентрата, 80 кг алюминия первичного марки А5 в виде полидисперсного порошка фракции 0-3 мм, 120 кг железной окалины и 80 кг извести молотой, проплавляли по методу внепечной плавки. На полученном расплаве под дугами проплавляли 1800 кг смеси концентратов - 64,3% от общей массы в шихте плавки, в том числе 500 кг ильменитового и 1300 кг рутилового, в смеси с 500 кг извести с углеродом 0,7 мас.%.In the ignition part, consisting of 100 kg of ilmenite concentrate, 80 kg of primary grade A5 aluminum in the form of a polydisperse powder of a fraction of 0-3 mm, 120 kg of iron oxide and 80 kg of ground lime, was smelted by the method of out-of-furnace melting. 1800 kg of a mixture of concentrates, 64.3% of the total mass in the smelting mixture, including 500 kg of ilmenite and 1300 kg of rutile, mixed with 500 kg of lime and 0.7 wt.% Carbon, were melted under the arcs under the arcs.
В восстановительном периоде плавки проплавляли 900 кг ильменитового концентрата в смеси с 1280 кг алюминия марки А5, и после кратковременной выдержки для осаждения корольков сплава, наклоном плавильного горна сливали шлак и металл в стальную изложницу.During the recovery period, 900 kg of ilmenite concentrate mixed with 1280 kg of A5 grade aluminum was melted, and after a short exposure to precipitate the alloy kings, slag and metal were poured into the steel mold by tilting the smelter.
Пример 2 (п.1 и п.2 формулы) Кампания выплавки ферротитана марки ФТи35С5 в количестве 13 плавок с восстановлением из оксидов по методу алюминотермической плавки с предварительным расплавлением части оксидов и флюса в электропечи проводили с использованием ильменитового концентрата состава TiO2 52-54 мас.%, SiO2 1-2 мас.%, P2O5 0,075-0,085 мас.% и титаносодержащего шлака состава, мас.%: оксид титана 54-59, оксид алюминия 10-15, оксид кальция 12-17, оксид железа (в пересчете на FeO) 8,4-10,2, оксид магния 0,8-2,1, углерод 0,01-0,02, фосфор не более 0,01, сера не более 0,005.Example 2 (claim 1 and claim 2) A campaign for smelting ferrotitanium grade ФТи35С5 in the amount of 13 melts with reduction from oxides by the aluminothermic melting method with preliminary melting of part of the oxides and flux in an electric furnace was carried out using ilmenite concentrate of the composition TiO 2 52-54 wt. Wt.%, SiO 2 1-2 wt.%, P 2 O 5 0,075-0,085 wt.% And titanium-containing slag composition, wt.%: Titanium oxide 54-59, alumina 10-15, calcium oxide 12-17, oxide iron (in terms of FeO) 8.4-10.2, magnesium oxide 0.8-2.1, carbon 0.01-0.02, phosphorus not more than 0.01, sulfur not more than 0.005.
Шихту на плавку составляли на 3300 кг титанового сырья, в том числе 1650 (включая 100 кг в запальной части шихты) ильменитового концентрата и 1650 кг титаносодержащего шлака, соотношение в шихте соответственно составляло 1:1.The smelting charge was 3300 kg of titanium raw materials, including 1650 (including 100 kg in the ignition part of the charge) of ilmenite concentrate and 1650 kg of titanium-containing slag, the ratio in the charge was 1: 1, respectively.
В запальной части, состоящей из 100 кг ильменитового концентрата, 90 кг алюминия вторичного в виде полидисперсного порошка фракции 0-3 мм, 120 кг железной окалины и 80 кг извести молотой, проплавляли по методу внепечной плавки.In the ignition part, consisting of 100 kg of ilmenite concentrate, 90 kg of secondary aluminum in the form of a polydispersed powder of a fraction of 0-3 mm, 120 kg of iron oxide and 80 kg of lime with ground, were smelted by the method of out-of-furnace melting.
На полученном расплаве под дугами проплавляли 2750 кг смеси титаносодержащего сырья - 83,3% от общей массы в шихте плавки, в том числе 1100 кг ильменитового концентрата и 1650 кг титаносодержащего шлака, в смеси с 200 кг извести с углеродом 0,3 мас.%.On the obtained melt, under the arcs, 2750 kg of a mixture of titanium-containing raw materials were melted - 83.3% of the total mass in the smelting mixture, including 1100 kg of ilmenite concentrate and 1650 kg of titanium-containing slag, mixed with 200 kg of lime with carbon 0.3 wt.% .
В восстановительном периоде плавки проплавляли 450 кг ильменитового концентрата в смеси с 1430 кг алюминия марки АВ91, 700 кг окалины железной и по 25 кг ферросилиция и стального лома, и после кратковременной выдержки для осаждения корольков сплава, наклоном плавильного горна сливали шлак и металл в стальную изложницу.In the recovery period, 450 kg of ilmenite concentrate mixed with 1430 kg of aluminum of the AB91 grade, 700 kg of iron oxide and 25 kg of ferrosilicon and steel scrap were melted together, and after a short exposure to precipitate the alloy kings, slag and metal were poured into the steel mold .
Основной химический состав полученного ферротитана и титаносодержащего шлака по прототипу и заявленному способу приведены в таблице 3.The main chemical composition of the obtained ferrotitanium and titanium-containing slag according to the prototype and the claimed method are shown in table 3.
Пример 3 (п.3 формулы). Кампанию выплавки титаносодержащего шлака в количестве 29 плавок с восстановлением из оксидов по методу алюминотермической плавки с расплавлением ильменитового концентрата состава TiO2 63-65 мас.%, SiO2 0,85-0,95 мас.%, P2O5 0,16-0,18 мас.%, оксиды железа в пересчете на FeO 24-25 мас.%, алюминия вторичного марок АВ87-АВ97, ферросилиция ФС-75, окалины железной и извести с содержанием углерода 0,6 мас.% проводили в электропечи под дугами, и после кратковременной выдержки для осаждения корольков попутного металла, наклоном плавильного горна сливали шлак и металл в стальную изложницу.Example 3 (claim 3 of the formula). Campaign for smelting titanium-containing slag in the amount of 29 melts with reduction from oxides by the method of aluminothermic melting with the melting of ilmenite concentrate of the composition TiO 2 63-65 wt.%, SiO 2 0,85-0,95 wt.%, P 2 O 5 0,16 -0.18 wt.%, Iron oxides in terms of FeO 24-25 wt.%, Secondary aluminum grades AB87-AB97, ferrosilicon FS-75, iron and lime scale with a carbon content of 0.6 wt.% Were carried out in an electric furnace under arcs, and after a short exposure to precipitate the kings of the associated metal, slag and metal were poured into the steel by tilting the smelter ing mold.
Запальную часть, состоящую из 200 кг окалины железной, 60 кг алюминия вторичного марки АВ87-АВ91 в виде полидисперсного порошка фракции 0-3 мм, и 60 кг извести молотой, проплавляли по методу внепечной плавки.The ignition part, consisting of 200 kg of iron oxide, 60 kg of aluminum of the secondary grade AB87-AB91 in the form of a polydisperse powder of a fraction of 0-3 mm, and 60 kg of lime with ground, was smelted by the method of out-of-furnace melting.
На полученном расплаве под дугами проплавляли 4000 кг ильменитового концентрата с содержанием TiO2 63-65 мас.% в смеси с 640 кг извести с углеродом 0,6 мас.%, 200 кг алюминия вторичного марки АВ87-АВ91 и 140 кг ферросилиция ФС-75, и после кратковременной выдержки для осаждения корольков сплава, наклоном плавильного горна сливали титаносодержащий шлак и металл в стальную изложницу.On the resulting melt, 4000 kg of ilmenite concentrate with a TiO content of 63-65 wt.% Mixed with 640 kg of lime with carbon 0.6 wt.%, 200 kg of secondary grade aluminum AB87-AB91 and 140 kg of ferrosilicon FS-75 were melted under arcs. , and after a short exposure to precipitate the kings of the alloy, the titanium-containing slag and metal were poured into the steel mold by tilting the smelter.
Таким образом, разработан и реализуется технологически несложный способ алюминотермического получения титаносодержащего шлакаметодом частичного восстановления железа и восстановления фосфора из оксидов при расплавлении в электропечи шихты, состоящей из ильменитового концентрата, извести, алюминия вторичного, окалины железной и ферросилиция, и его последующим использованием при получении ферротитана марки ФТи35С5 с пониженным содержанием фосфора алюминотермическим способом восстановлением из оксидов по методу плавки с расплавлением части оксидов и флюса в вышеуказанной электропечи, при использовании в шихте ильменитового концентрата, титаносодержащего шлака, алюминия вторичного, окалины железной, стального лома и ферросилиция.Thus, a technologically uncomplicated method of aluminothermally producing a titanium-containing slagametas method of partial reduction of iron and reduction of phosphorus from oxides by melting in an electric furnace a mixture consisting of ilmenite concentrate, lime, secondary aluminum, iron oxide and ferrosilicon, and its subsequent use in obtaining ferrotitanium grade, has been developed and is being implemented FTi35S5 with a low phosphorus content by aluminothermic reduction from oxides by melting with melted I eat portion oxides and flux in said electric furnace, by using in the charge of ilmenite concentrate, titaniferous slag, recycled aluminum, iron slag, steel scrap and ferro-silicon.
Способ позволяет отказаться от использования дорогостоящего рутилового концентрата, и получать высококачественный дешевый продукт: титаносодержащий шлак, с низким содержанием фосфора для алюминотермического получения ферротитана требуемого химического состава.The method allows to abandon the use of expensive rutile concentrate, and to obtain a high-quality cheap product: titanium-containing slag, with a low phosphorus content for aluminothermic production of ferrotitanium of the required chemical composition.
В предлагаемой группе изобретений разработаны составы шихт и технологические приемы, позволяющие регулировать соотношения TiO2:FeO в оксидном титановом сырье и общей массы оксидов железа, а также общей массы оксидов фосфора в шихте, соотношения частей сырья и железосодержащего сырья, проплавляемых под дугами для обеспечения теплового баланса в процессах алюминотермического получения титаносодержащего шлака и ферротитана, снижения массовой доли фосфора в получаемом ферротитане за счет удаления его из части титаносодержащего сырья.In the proposed group of inventions, the compositions of the blends and technological methods have been developed that allow you to adjust the ratio of TiO 2 : FeO in titanium oxide raw materials and the total mass of iron oxides, as well as the total mass of phosphorus oxides in the mixture, the ratio of the parts of the raw material and iron-containing raw materials, melted under arcs to provide thermal balance in the processes of aluminothermic production of titanium-containing slag and ferrotitanium, reducing the mass fraction of phosphorus in the resulting ferrotitanium by removing it from part of the titanium-containing raw materials.
Техническим результатом является осуществление с использованием новых составов шихт алюминотермического способа производства ферротитана с низким содержанием фосфора и способа алюминотермического получения титаносодержащего шлака из имеющего в наличии сырья на существующем металлургическом оборудовании. Отсутствует необходимость закупать дорогостоящий рутиловый концентрат. Изобретение позволяет получать ферротитан марки ФТи35С5 по ГОСТ 4761-91 с химическим составом, удовлетворяющим всем требованиям потребителей.The technical result is the implementation using new compositions of the blends of the aluminothermic method for the production of low-phosphorus ferrotitanium and the aluminothermic method for producing titanium-containing slag from existing raw materials on existing metallurgical equipment. There is no need to purchase expensive rutile concentrate. The invention allows to obtain ferrotitanium grade FTi35S5 according to GOST 4761-91 with a chemical composition that meets all the requirements of consumers.
Выход ферротитана с массовыми долями: Ti в пределах 28-32 мас.%, С не более 0,12 мас.%, Р не более 0,04 мас.% за кампанию составил 100%, а ценовые затраты на шихтовые титаносодержащие компоненты снижены в 4 раза.The yield of ferrotitanium with mass fractions: Ti in the range of 28-32 wt.%, C not more than 0.12 wt.%, P not more than 0.04 wt.% Per campaign was 100%, and the cost of the charge titanium-containing components was reduced in 4 times.
Источники информации:Information sources:
1. SU 1786170 A11.SU 1786170 A1
RU 2329322 С2RU 2329322 C2
RU 2335564 С2RU 2335564 C2
RU 23180032 C1RU 23180032 C1
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133852/02A RU2516208C2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012133852/02A RU2516208C2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012133852A RU2012133852A (en) | 2014-02-20 |
| RU2516208C2 true RU2516208C2 (en) | 2014-05-20 |
Family
ID=50113762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012133852/02A RU2516208C2 (en) | 2012-08-07 | 2012-08-07 | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2516208C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608936C2 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same |
| RU2798284C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-06-21 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for obtaining proppant and proppant |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106854705A (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-16 | 云南冶金新立钛业有限公司 | It is suitable to ore-proportioning method and its application of titanium slag electric furnace smelting process |
| CN108165772A (en) * | 2018-01-24 | 2018-06-15 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | Control electric furnace smelting carbide slag overflows the method for slag |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126766A (en) * | 1995-08-23 | 1996-07-17 | 宝鸡特殊钢厂 | Production process of ferro-titanium alloy |
| RU2318032C1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-02-27 | Открытое акционерное общество "Управляющая Компания "Российские Специальные Сплавы" | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium |
| RU2329322C2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-07-20 | Сергей Николаевич Чепель | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite |
| RU2335564C2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-10-10 | Александр Афанасьевич Звездин | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite |
| UA59720U (en) * | 2010-11-15 | 2011-05-25 | Луганский Национальный Аграрный Университет | Unit for shredding tuberous roots |
-
2012
- 2012-08-07 RU RU2012133852/02A patent/RU2516208C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1126766A (en) * | 1995-08-23 | 1996-07-17 | 宝鸡特殊钢厂 | Production process of ferro-titanium alloy |
| RU2329322C2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-07-20 | Сергей Николаевич Чепель | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite |
| RU2335564C2 (en) * | 2005-04-25 | 2008-10-10 | Александр Афанасьевич Звездин | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite |
| RU2318032C1 (en) * | 2006-09-15 | 2008-02-27 | Открытое акционерное общество "Управляющая Компания "Российские Специальные Сплавы" | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium |
| UA59720U (en) * | 2010-11-15 | 2011-05-25 | Луганский Национальный Аграрный Университет | Unit for shredding tuberous roots |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2608936C2 (en) * | 2015-07-08 | 2017-01-26 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same |
| RU2798284C1 (en) * | 2022-08-03 | 2023-06-21 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Charge for obtaining proppant and proppant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012133852A (en) | 2014-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102021488B (en) | Steel for nuclear-island seamless steel tube and production method thereof | |
| NO115556B (en) | ||
| CN103045928A (en) | Method for producing ferrovanadium by aluminothermic process | |
| RU2516208C2 (en) | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| JP6937190B2 (en) | Ni-Cr-Mo-Nb alloy and its manufacturing method | |
| CN103468864B (en) | 1Cr21Ni5Ti steel smelting method | |
| CN105420441A (en) | Smelting method for hyperfine tire cord steel | |
| RU2329322C2 (en) | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite | |
| RU2338805C2 (en) | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium | |
| RU2608936C2 (en) | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same | |
| CN115351458B (en) | Steel for submerged arc welding wire, wire rod, submerged arc welding wire and preparation method thereof | |
| RU2506338C1 (en) | Charge and method for aluminothermic production of ferromolybdenum using it | |
| CN111424134A (en) | Production method of iron-chromium-aluminum alloy continuous casting slab | |
| CN102839292A (en) | Aluminum iron alloy with ultra-low carbon, ultra-low titanium and high silicon contents for deoxidizing aluminum silicon killed steel and manufacturing method of aluminum iron alloy | |
| CN108715972A (en) | A kind of low-phosphorous silicon iron product and its smelting process | |
| RU2719828C1 (en) | Charge and electric furnace method of producing ferroboron with its use | |
| CN104745961A (en) | Smelting method of 21-10Mn7Mo steel ingot | |
| RU2718497C1 (en) | Charge and electric-furnace aluminothermic method for production of ferroniobium with use thereof | |
| CN110117698B (en) | Production method of ultralow-sulfur low-alloy steel with ultralow aluminum content | |
| RU2521930C1 (en) | Charge and method for electric-furnace aluminothermic production of ferroboron using it | |
| RU2398907C2 (en) | Procedure for production of high grade ferrotitanium | |
| RU2318032C1 (en) | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium | |
| RU2374349C1 (en) | Method of smelting of vanadium-bearing alloys | |
| RU2647432C2 (en) | Method for steel making in oxygen converter |