RU2756057C2 - Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials - Google Patents

Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials Download PDF

Info

Publication number
RU2756057C2
RU2756057C2 RU2020108308A RU2020108308A RU2756057C2 RU 2756057 C2 RU2756057 C2 RU 2756057C2 RU 2020108308 A RU2020108308 A RU 2020108308A RU 2020108308 A RU2020108308 A RU 2020108308A RU 2756057 C2 RU2756057 C2 RU 2756057C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vanadium
iron
cast iron
oxide
electric arc
Prior art date
Application number
RU2020108308A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020108308A (en
RU2020108308A3 (en
Inventor
Владимир Георгиевич Лисиенко
Юрий Николаевич Чесноков
Анна Викторовна Лаптева
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Priority to RU2020108308A priority Critical patent/RU2756057C2/en
Publication of RU2020108308A publication Critical patent/RU2020108308A/en
Publication of RU2020108308A3 publication Critical patent/RU2020108308A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2756057C2 publication Critical patent/RU2756057C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/10Making pig-iron other than in blast furnaces in electric furnaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method for smelting vanadium cast iron in an electric arc furnace by direct reduction of metals from oxide-containing materials includes metallization by direct reduction of metal oxides and melting of the resulting product. Oxide-containing materials mixed with a solid reducing agent in a rolled or granular state are continuously fed through a hollow electrode cavity into a zone of the electric arc furnace located between bottom and hollow electrodes. Direct reduction of metal oxides and their melting is carried out due to Lenz-Joule heat released in an interelectrode space of the electric arc furnace. Iron–vanadium concentrate with a vanadium concentration of 0.1-1.7% is loaded into a mixing unit as oxide-containing materials, crushed low-sulfur coal, as well as crushed limestone are loaded as a solid reducing agent to obtain slag basicity of more than 1.4, the resulting mixture from the mixing unit is fed into the hollow electrode cavity. In the method for smelting cast iron, vanadium alloying of cast iron is used, which provides a wide range of advantages in obtaining vanadium cast iron and its further processing into vanadium steel.
EFFECT: technical result is obtaining vanadium cast iron.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к разделу прямого восстановления оксидосодержащих материалов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular, to the section of direct reduction of oxide-containing materials.

Титаномагнетитовые руды являются источниками ванадия, титана и железа. Оксиды ванадия в мировых запасах этих руд содержаться в пределах от 0,1 до 1,7 % [1]. В Российской федерации разрабатывается единственное месторождение титаномагнетитовых руд – Качканарская группа железорудных месторождений. Содержание пентаоксида диванадия (V2O5) в этих рудах составляет 0,14 % [2]. Содержание пентаоксида диванадия в обогащенном титаномагнетите – железованадиевом концентрате Качканарского ГОКа достигает 0,55 % [3]. Titanomagnetite ores are sources of vanadium, titanium and iron. Vanadium oxides in the world reserves of these ores are contained in the range from 0.1 to 1.7% [1]. In the Russian Federation, the only deposit of titanomagnetite ores is being developed - the Kachkanar group of iron ore deposits. The content of divanadium pentoxide (V 2 O 5 ) in these ores is 0.14% [2]. The content of divanadium pentoxide in the enriched titanomagnetite - iron – vanadium concentrate of the Kachkanar GOK reaches 0.55% [3].

Из железованадиевых агломерата и окатышей Качканарского ГОКа в доменных печах Нижне-Тагильского металлургического комбината выплавляют ванадиевый чугун, который имеет следующий химический состав, %: C 4,5 – 4,8, Si 0,15 – 0,40, Mn 0,20 – 0,55, Ti 0,10 – 0,35, V 0,40 – 0,55, P 0,05 – 0,10, S 0,025 – 0,040, Cr 0,04 – 0,06 [4]. В источнике [5] имеется ссылка на марку ванадиевого чугуна – ЧХ22, который содержит ванадия 0,15 – 0,35 %. Vanadium pig iron is smelted from the iron-vanadium agglomerate and pellets of the Kachkanarsky GOK in blast furnaces of the Nizhne-Tagil Metallurgical Combine, which has the following chemical composition,%: C 4.5 - 4.8, Si 0.15 - 0.40, Mn 0.20 - 0.55, Ti 0.10 - 0.35, V 0.40 - 0.55, P 0.05 - 0.10, S 0.025 - 0.040, Cr 0.04 - 0.06 [4]. In the source [5] there is a reference to the grade of vanadium cast iron - CHKH22, which contains 0.15 - 0.35% vanadium.

В доменном процессе «Высшие оксиды ванадия легко восстанавливаются газом в области умеренных температур, а низшие оксиды восстанавливаются твердым углеродом только при высоких температурах (≥ 1800 °C). Условиями высокой степени перевода ванадия в металл являются основные шлаки и повышенный приход тепла» [6]. Это требует увеличения расхода дефицитного дорогостоящего кокса. Кроме того приходится увеличивать температуру дутья. Горячее дутье обеспечивается применением громоздких воздухонагревателей. Следовательно, основа способа получения ванадиевого чугуна в доменной печи заключается в загрузке офлюсованного агломерата из железованадиевых материалов, полученных из титаномагнетита, качественного кокса, горячего дутья. Шихта доменной печи должна иметь определенный состав, который формируется попеременной загрузкой скипами железорудных материалов, кокса, флюсов в нужных соотношениях. In the blast furnace process “Higher vanadium oxides are easily reduced by gas at moderate temperatures, while lower oxides are reduced by solid carbon only at high temperatures (≥ 1800 ° C). The conditions for a high degree of conversion of vanadium into metal are basic slags and increased heat input ”[6]. This requires an increase in the consumption of scarce expensive coke. In addition, the blast temperature has to be increased. Hot blast is provided by the use of bulky air heaters. Consequently, the basis of the method for producing vanadium pig iron in a blast furnace is to load fluxed agglomerate from iron-vanadium materials obtained from titanomagnetite, high-quality coke, and hot blast. The blast furnace charge must have a certain composition, which is formed by alternately loading skips of iron ore materials, coke, and fluxes in the required ratios.

Таким образом, упрощение способа получения ванадиевого чугуна является актуальной проблемой.Thus, simplification of the method for producing vanadium cast iron is an urgent problem.

Известен способ получения чугуна в электродуговой печи (ЭДП) (патент РФ № 2612330) [7]. Способ прямого восстановления металлов из оксидсодержащих материалов, включающий металлизацию путем прямого восстановления оксидов металлов и расплавление полученного продукта. Оксидсодержащие материалы в смеси с твердым восстановителем и шлакообразующими материалами непрерывно подают через полость полого электрода в зону электродуговой печи, находящуюся между донным и полым электродами. Прямое восстановление оксидов металлов и их расплавление осуществляют за счет тепла Ленца-Джоуля, выделяющегося в межэлектродном пространстве электродуговой печи, содержащей донный электрод и, по крайней мере, один полый электрод. Оксидсодержащие материалы и твердый восстановитель подают в полость электрода в измельченном, окатанном или гранулированном состоянии с поддержанием их слоя на уровне высотой от 1 до 10 диаметров полости электрода в зависимости от среднего диаметра гранул.A known method of producing cast iron in an electric arc furnace (EAF) (RF patent No. 2612330) [7]. A method for direct reduction of metals from oxide-containing materials, including metallization by direct reduction of metal oxides and melting the resulting product. Oxide-containing materials in a mixture with a solid reducing agent and slag-forming materials are continuously fed through the cavity of the hollow electrode into the zone of the electric arc furnace located between the bottom and hollow electrodes. Direct reduction of metal oxides and their melting is carried out due to the Lenz-Joule heat released in the interelectrode space of an electric arc furnace containing a bottom electrode and at least one hollow electrode. Oxide-containing materials and a solid reducing agent are fed into the electrode cavity in a crushed, rounded, or granular state, maintaining their layer at a height of 1 to 10 diameters of the electrode cavity, depending on the average diameter of the granules.

Электрическая дуга имеет высокую температуру (более 5000 °C) В результате работы ЭДП получается чугун с содержанием углерода до 4 %. The electric arc has a high temperature (more than 5000 ° C). As a result of the operation of the EAF, cast iron is obtained with a carbon content of up to 4%.

Преимуществом данного способа является менее сложное оборудование для получения чугуна по сравнению, например, с традиционной плавкой чугуна в доменной печи.The advantage of this method is less complex equipment for producing pig iron compared, for example, with traditional smelting of pig iron in a blast furnace.

Проблемой данного способа является выплавка чугуна сравнительно простых марок без указания конкретных способов получения высококачественных легированных чугунов и, в частности, ванадиевого чугуна. The problem with this method is the smelting of cast iron of relatively simple grades without specifying specific methods for producing high-quality alloyed irons and, in particular, vanadium cast iron.

Таким образом, предложен способ выплавки ванадиевого чугуна в ЭДП путем прямого восстановления металлов из оксидсодержащих материалов, включающий металлизацию путем прямого восстановления оксидов металлов и расплавление полученного продукта, при котором оксидсодержащие материалы в смеси с твердым восстановителем непрерывно подают через полость полого электрода в зону электродуговой печи, находящуюся между донным и полым электродами, а прямое восстановление оксидов металлов и их расплавление осуществляют за счет тепла Ленца-Джоуля, выделяющегося в межэлектродном пространстве электродуговой печи, содержащей донный электрод и, по крайней мере, один полый электрод, при этом оксидсодержащие материалы и твердый восстановитель подают в полость электрода в окатанном или гранулированном состоянии отличающийся тем, что в смесительный агрегат загружают в качестве оксидсодержащих материалов железованадиевый концентрат с концентрацией ванадия 0,1 ÷ 1,7 %, в качестве твердого восстановителя загружают измельченный малосернистый каменный уголь, а также измельченный известняк для получения основности шлака более 1,4, полученную смесь из смесительного агрегата подают в полость полого электрода.Thus, a method is proposed for smelting vanadium cast iron in an EAF by direct reduction of metals from oxide-containing materials, including metallization by direct reduction of metal oxides and melting of the resulting product, in which oxide-containing materials in a mixture with a solid reducing agent are continuously fed through the cavity of a hollow electrode into the zone of an electric arc furnace, located between the bottom and hollow electrodes, and the direct reduction of metal oxides and their melting is carried out due to the Lenz-Joule heat released in the interelectrode space of an electric arc furnace containing a bottom electrode and at least one hollow electrode, while oxide-containing materials and a solid reductant is fed into the electrode cavity in a rounded or granular state, characterized in that iron-vanadium concentrate with a vanadium concentration of 0.1 ÷ 1.7% is loaded into the mixing unit as oxide-containing materials; t crushed low-sulfur coal, as well as crushed limestone to obtain a slag basicity of more than 1.4, the resulting mixture from the mixing unit is fed into the cavity of the hollow electrode.

Предлагаемый способ относится к способам прямого восстановления металлов из железованадиевого концентрата и включает металлизацию путем прямого восстановления оксидов металлов с расплавлением полученного продукта.The proposed method relates to methods for the direct reduction of metals from iron-vanadium concentrate and includes metallization by direct reduction of metal oxides with melting of the resulting product.

Заявленный способ отличается тем, что через полость полого электрода в зону электродуговой печи, находящуюся между донным и полым электродами, непрерывно подают из смешивающего агрегата смесь железованадиевого концентрата с измельченным малосернистым каменным углем – твердым восстановителем, а прямое восстановление оксидов железованадиевого концентрата и их расплавление осуществляют за счет тепла Ленца-Джоуля, выделяющегося в межэлектродном пространстве электродуговой печи, содержащей донный электрод и, по крайней мере, один полый электрод, при этом железованадиевый концентрат и малосернистый каменный уголь подают в полость электрода в измельченном состоянии и поддерживают в ней на уровне высотой до одного диаметра полости электрода. В смесь железованадиевого концентрата и восстановителя добавляют шлакообразующие материалы для получения высокой основности шлака, текучесть которого обеспечивается высокой температурой в зоне восстановления. Для улучшения протекания процесса восстановления материалы шихты перед подачей их в полость электрода перемешиваются в смесительном агрегате.The claimed method is characterized in that through the cavity of the hollow electrode into the zone of the electric arc furnace located between the bottom and hollow electrodes, a mixture of iron-vanadium concentrate with crushed low-sulfur coal - a solid reducing agent is continuously fed from a mixing unit, and the direct reduction of oxides of iron-vanadium concentrate and their melting is carried out for account of the Lenz-Joule heat released in the interelectrode space of an electric arc furnace containing a bottom electrode and at least one hollow electrode, while iron-vanadium concentrate and low-sulfur coal are fed into the electrode cavity in a crushed state and maintained in it at a height of up to one diameter of the electrode cavity. Slag-forming materials are added to the mixture of iron-vanadium concentrate and reducing agent to obtain a high basicity of the slag, the fluidity of which is provided by the high temperature in the reduction zone. To improve the course of the recovery process, the materials of the charge are mixed in a mixing unit before being fed into the electrode cavity.

Устройство для прямого восстановления металлов из железованадиевого концентрата, как и известное устройство, содержит высокотемпературную электродуговую печь, устройства подачи железованадиевого концентрата, смешанных с каменным углем и шлакообразующими материалами, слива расплавов металла и шлака. В заявленном устройстве электродуговая печь выполнена в виде огнеупорной емкости, содержащей, донный электрод и, по крайней мере, один полый электрод, выполненный с возможностью непрерывной подачи через его полость железованадиевого концентрата в смеси с малосернистым каменным углем и шлакообразующими материалами, внутренний канал полого электрода выполнен расширяющимся книзу, полый электрод установлен вертикально и соединен с источником тока с возможностью вертикального перемещения.The device for direct reduction of metals from iron-vanadium concentrate, like the known device, contains a high-temperature electric arc furnace, devices for feeding iron-vanadium concentrate mixed with coal and slag-forming materials, and draining metal and slag melts. In the claimed device, the electric arc furnace is made in the form of a refractory container containing a bottom electrode and at least one hollow electrode made with the possibility of continuous feeding through its cavity of iron-vanadium concentrate mixed with low-sulfur coal and slag-forming materials, the inner channel of the hollow electrode is made expanding downward, the hollow electrode is installed vertically and connected to the current source with the possibility of vertical movement.

Сущность изобретения заключается в следующем. В заявленном способе смешиваются железованадиевый концентрат, малосернистый каменный уголь и шлакообразующими материалами подаются в зону максимально высоких температур электродуговой печи, эта температура возникает между торцом полого электрода и донного электрода, находящегося либо под слоем жидкого шлака, либо под слоем жидкого металла. Как обосновано в прототипе, «под жидким шлаком процесс идет в токовом режиме при температуре 1900-2000°С (тепло Ленца-Джоуля), а при наличии жидкого металла или при непосредственном приближении к донному угольному электроду на определенном расстоянии зажигается дуга, которая поддерживается автоматикой печи, как правило, по току, чем обеспечивается высокая температура от 5000°С и выше в зоне горения дуги внутри трубчатого электрода. В зоне высоких температур частицы оксидов размерами до 0,1-0,5 мм восстанавливаются за 0,001-0,01 секунды за счет углерода малосернистого каменного угля и одновременно расплавляется до степени жидкого расплава металла и шлака» [7]. Шлакообразующие материалы вводятся также через полый электрод. Благодаря высокой температуре, появляется возможность значительно увеличить основность шлака без его загустевания, что позволяет увеличить выход серы в шлак [8]. Отстаивающиеся жидкие продукты отводятся от электродов и выводятся для дальнейшего передела.The essence of the invention is as follows. In the claimed method, iron-vanadium concentrate is mixed, low-sulfur coal and slag-forming materials are fed to the zone of the highest temperatures of the electric arc furnace, this temperature arises between the end face of the hollow electrode and the bottom electrode, which is either under a layer of liquid slag or under a layer of liquid metal. As substantiated in the prototype, “under the liquid slag, the process proceeds in the current mode at a temperature of 1900-2000 ° C (Lenz-Joule heat), and in the presence of liquid metal or when directly approaching the bottom carbon electrode, an arc is ignited at a certain distance, which is supported by the automation furnaces, as a rule, by current, which ensures a high temperature of 5000 ° C and higher in the arc burning zone inside the tubular electrode. In the high-temperature zone, oxide particles with sizes up to 0.1-0.5 mm are reduced in 0.001-0.01 seconds due to the carbon of low-sulfur coal and simultaneously melted to the degree of liquid molten metal and slag ”[7]. Slagging materials are also introduced through the hollow electrode. Due to the high temperature, it becomes possible to significantly increase the basicity of the slag without thickening it, which makes it possible to increase the yield of sulfur in the slag [8]. The settling liquid products are removed from the electrodes and removed for further processing.

Загрузка железованадиевого концентрата позволяет получить жидкий металл – ванадиевый чугун в одну операцию в агрегате конструктивно более простом по сравнению с доменной печью. Подача измельченного железованадиевого концентрата и угля позволяет обеспечить максимальные скорости восстановительного процесса.Loading of iron-vanadium concentrate allows to obtain liquid metal - vanadium cast iron in one operation in a unit that is structurally simpler in comparison with a blast furnace. The supply of crushed iron-vanadium concentrate and coal allows for maximum speed of the reduction process.

Тепло от отходящих газов внутри полого электрода электродуговой печи подогревает шихту с железованадиевым концентратом, что приводит к снижению расхода электроэнергии – дорогостоящего энергоносителя. В восстановлении железованадиевого концентрата помимо углерода подаваемого угля в составе шихты также вносят вклад углерод полого электрода, т.к. железованадиевый концентрат поступает непосредственно в зону выделения тепла, и оксид углерода, образующийся в зоне плавления шихты и проходящий через слой загружаемой шихты внутри полого электрода. С целью обеспечения малого аэродинамического сопротивления для отходящих газов наибольшую толщину слоя шихты внутри полого электрода следует ограничить размером, равным диаметру полости электрода.The heat from the exhaust gases inside the hollow electrode of the electric arc furnace heats up the charge with iron-vanadium concentrate, which leads to a decrease in the consumption of electricity - an expensive energy carrier. In the reduction of iron-vanadium concentrate, in addition to the carbon of the supplied coal, the carbon of the hollow electrode also contributes to the composition of the charge. iron-vanadium concentrate enters directly into the zone of heat release, and carbon monoxide, formed in the melting zone of the charge and passing through the layer of the charged charge inside the hollow electrode. In order to ensure low aerodynamic resistance for exhaust gases, the greatest thickness of the charge layer inside the hollow electrode should be limited to a size equal to the diameter of the electrode cavity.

Выполнение устройства для восстановления материалов, содержащих оксиды металлов с получением расплава металла в виде огнеупорной емкости типа «печь», содержащей, по крайней мере, один полый электрод, размещенный в ванне емкости с возможностью работать в режиме печи сопротивления под слоем шлака при непрерывной подаче смеси оксидсодержащих материалов с твердым восстановителем в полость электрода, позволяет одномоментно, в одну операцию получать расплав металла, например чугун, из железорудного концентрата с чистотой первородного металла и получить впоследствии сталь высокого качества после удаления углерода в агрегате, например, печи-ковше или конвертере. Выполнение внутреннего канала электрода коническим с расширением вниз позволит снизить или исключить риск кострения оксидсодежащего материала внутри полости электрода, который при определенных условиях не исключается при цилиндрическом или сужающемся канале.Implementation of a device for the reduction of materials containing metal oxides to obtain a metal melt in the form of a refractory container of the "furnace" type, containing at least one hollow electrode placed in the container bath with the ability to operate in a resistance furnace mode under a slag layer with continuous feed of the mixture oxide-containing materials with a solid reductant into the electrode cavity, allows at once, in one operation, to obtain a metal melt, for example, cast iron, from an iron ore concentrate with the purity of a primary metal and subsequently obtain high-quality steel after removing carbon in a unit, for example, a ladle furnace or converter. Making the inner channel of the electrode conical with a downward expansion will reduce or eliminate the risk of burning the oxide-containing material inside the electrode cavity, which, under certain conditions, is not excluded with a cylindrical or narrowing channel.

Способ иллюстрируется рисунком, где на фиг. показано устройство для реализации способа с одним полым электродом.The method is illustrated in the figure, where in FIG. shows a device for implementing the method with one hollow electrode.

Устройство содержит корпус реактора 1 (крепление на показано), полый трубчатый электрод 2 с держателем 3, смесительный агрегат 4, дозирующие питатели 5 - 7, шлаковую летку (окно) 8, донный электрод 11, холодильник 10 и чугунную летку 9. The device contains a reactor vessel 1 (fastening is shown), a hollow tubular electrode 2 with a holder 3, a mixing unit 4, metering feeders 5 - 7, a slag tap hole (window) 8, a bottom electrode 11, a cooler 10 and a cast iron tap hole 9.

Устройство в установившемся режиме работают следующим образом. Между электродами 2 и 11 горит электрическая дуга, разогревающая зону восстановления. Через полость электрода 2 подается подготовленная в смесительном агрегате 4 шихта: смесь концентрата, восстановителя и флюса. В смесительный агрегат составляющие шихты подаются из дозаторов 5 – 7. При необходимости через шлаковое окно (летку) 8 подбрасывают и наводят жидкий шлак или жидкий металл из лома. В зоне высоких температур реактора 1 оксиды восстанавливаются углеродом твердого восстановителя внутри полого электрода и, одновременно оплавляясь, металл, проходя через слой шлака, отстаивается на подине реактора. При достижении уровня металла до уровня летки 9, металл выпускают и разливают либо в чушки, либо гранулируется. Возможен вариант переработки в агрегате печь-ковш в жидком состоянии. Шлак также поддерживается на определенном уровне за счет слива избытка через окно-летку 8. Длительная работоспособность реактора обеспечивается охлаждением нижнего электрода и подины охладителем 11.The device operates in a steady state as follows. An electric arc burns between electrodes 2 and 11, heating the recovery zone. The charge prepared in the mixing unit 4 is fed through the cavity of the electrode 2: a mixture of concentrate, reducing agent and flux. The components of the charge are fed into the mixing unit from dispensers 5 - 7. If necessary, through the slag window (tap hole) 8, liquid slag or liquid metal from the scrap is thrown and brought in and brought in. In the high temperature zone of the reactor 1, the oxides are reduced by the carbon of the solid reducing agent inside the hollow electrode and, while melting, the metal, passing through the slag layer, settles on the bottom of the reactor. When the metal reaches the level of the taphole 9, the metal is released and poured either into ingots or granulated. A variant of processing in a ladle furnace in a liquid state is possible. The slag is also maintained at a certain level by draining the excess through the taphole 8. Long-term operability of the reactor is ensured by cooling the lower electrode and bottom with a cooler 11.

Технический результат достигается тем, что предложен способ получения в электродуговой печи чугуна, легированного ванадием, за один передел без предварительного восстановления путем загрузки через полый электрод смеси ванадийсодержащего концентрата, каменного угля и флюса в требуемой пропорции. Для получения смеси применен смесительный агрегат, например, барабанного типа. Содержание ванадия с концентрацией 0,1 ÷ 1,7 % обусловлено его содержанием в титаномагнетитовой руде. Такой чугун обеспечивает широкий спектр преимуществ при его дальнейшей переработке на ванадиевую сталь.The technical result is achieved by the fact that a method is proposed for producing cast iron doped with vanadium in an electric arc furnace in one redistribution without preliminary reduction by loading a mixture of vanadium-containing concentrate, coal and flux in the required proportion through a hollow electrode. To obtain the mixture, a mixing unit is used, for example, of a drum type. The content of vanadium with a concentration of 0.1 ÷ 1.7% is due to its content in titanomagnetite ore. Such cast iron provides a wide range of benefits when further processed into vanadium steel.

Новый технический результат так же, достигаемый изобретением, заключается в многократном увеличении интенсивности процесса восстановления металлов в зоне высоких температур превышающих обычные температуры, применяемые в известных системах металлизации (700÷1000°С) в два-три раза (2000-5000°С), с использованием мелкого концентрата и получение жидкого металла – ванадиевого чугуна.The new technical result, also achieved by the invention, consists in a multiple increase in the intensity of the metal reduction process in the zone of high temperatures exceeding the usual temperatures used in known metallization systems (700 ÷ 1000 ° C) two to three times (2000-5000 ° C), using fine concentrate and obtaining liquid metal - vanadium cast iron.

Использованные источникиUsed sources

1. Мировые месторождения титаномагнетитовов. Код доступа http://metal-archive.ru/titanomagnetity/879-mirovye-mestorozhdeniya-titanomagnetitov.
html.
1. World deposits of titanomagnetites. Access code http://metal-archive.ru/titanomagnetity/879-mirovye-mestorozhdeniya-titanomagnetitov.
html.

2. Качканарское месторождение железа / Код доступа http://geomineral.ru
/kachkanarskoe-mestorozhdenie-zheleza/
2. Kachkanar iron deposit / Access code http://geomineral.ru
/ kachkanarskoe-mestorozhdenie-zheleza /

3. Качканарский ГОК / Код доступа https://zavodfoto.livejournal.com
/5231839.html
3. Kachkanarsky GOK / Access code https://zavodfoto.livejournal.com
/5231839.html

4. Металлургия стали / В.И. Явойский, Ю.В. Кряковский, В.П. Григорьев [и др.]. – М. : Металлургия, 1983. – 584 с.4. Metallurgy of steel / V.I. Yavoisky, Yu.V. Kryakovsky, V.P. Grigoriev [and others]. - M.: Metallurgy, 1983 .-- 584 p.

5. ГОСТ 7769-82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки (с Изменением N 1)5. GOST 7769-82. Alloy cast iron for castings with special properties. Stamps (with Amendment No. 1)

6. Металлургия чугуна / Под ред. Ю. С. Юсфина. – М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. – 774 с.6. Iron metallurgy / Ed. Yu. S. Yusfina. - M.: ICC "Akademkniga", 2004. - 774 p.

7. Патент Российской Федерации № 2612330. Способ способ получения чугуна в электродуговой печи.7. Patent of the Russian Federation No. 2612330. A method for producing cast iron in an electric arc furnace.

8. Воскобойников, В. Г. Общая металлургия : учеб. для вузов / В. Г. Воскобойников, В. А. Кудрин, А. М. Якушев. – М. : Металлургия, 1998. – 768 с.8. Voskoboynikov, VG General metallurgy: textbook. for universities / V.G. Voskoboinikov, V.A.Kudrin, A.M. Yakushev. - M.: Metallurgy, 1998 .-- 768 p.

Claims (1)

Способ выплавки ванадиевого чугуна в электродуговой печи путем прямого восстановления металлов из оксидсодержащих материалов, включающий металлизацию путем прямого восстановления оксидов металлов и расплавление полученного продукта, при котором оксидсодержащие материалы в смеси с твердым восстановителем непрерывно подают через полость полого электрода в зону электродуговой печи, находящуюся между донным и полым электродами, а прямое восстановление оксидов металлов и их расплавление осуществляют за счет тепла Ленца-Джоуля, выделяющегося в межэлектродном пространстве электродуговой печи, содержащей донный электрод и, по крайней мере, один полый электрод, при этом оксидсодержащие материалы и твердый восстановитель подают в полость электрода в окатанном или гранулированном состоянии, отличающийся тем, что в смесительный агрегат загружают в качестве оксидсодержащих материалов железованадиевый концентрат с концентрацией ванадия 0,1–1,7%, в качестве твердого восстановителя загружают измельченный малосернистый каменный уголь, а также измельченный известняк для получения основности шлака более 1,4, полученную смесь из смесительного агрегата подают в полость полого электрода.A method for smelting vanadium cast iron in an electric arc furnace by direct reduction of metals from oxide-containing materials, including metallization by direct reduction of metal oxides and melting the resulting product, in which oxide-containing materials in a mixture with a solid reducing agent are continuously fed through the cavity of a hollow electrode into the zone of an electric arc furnace located between the bottom and hollow electrodes, and the direct reduction of metal oxides and their melting is carried out due to the Lenz-Joule heat released in the interelectrode space of an electric arc furnace containing a bottom electrode and at least one hollow electrode, while oxide-containing materials and a solid reductant are fed into the cavity electrode in a rounded or granular state, characterized in that iron-vanadium concentrate with a vanadium concentration of 0.1-1.7% is loaded into the mixing unit as oxide-containing materials, crushed low-sulfur coal, as well as crushed limestone to obtain a slag basicity of more than 1.4, the resulting mixture from the mixing unit is fed into the cavity of the hollow electrode.
RU2020108308A 2020-02-26 2020-02-26 Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials RU2756057C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108308A RU2756057C2 (en) 2020-02-26 2020-02-26 Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020108308A RU2756057C2 (en) 2020-02-26 2020-02-26 Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020108308A RU2020108308A (en) 2021-08-26
RU2020108308A3 RU2020108308A3 (en) 2021-08-26
RU2756057C2 true RU2756057C2 (en) 2021-09-24

Family

ID=77445583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020108308A RU2756057C2 (en) 2020-02-26 2020-02-26 Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756057C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940551A (en) * 1973-03-30 1976-02-24 Allmanna Svenska Elektriska Aktiebolaget Apparatus and method for the melt reduction of iron oxides
EP0663450A1 (en) * 1994-01-14 1995-07-19 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Method of producing iron melt
RU2296165C2 (en) * 2005-05-04 2007-03-27 Ооо "Твинн" Metal direct reduction method from dispersed raw ore material and apparatus for performing the same
RU2476599C2 (en) * 2011-03-16 2013-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method for electric-arc liquid-phase carbon thermal reduction of iron from oxide raw material, and device for its implementation
RU2612330C2 (en) * 2014-12-30 2017-03-07 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Method of direct reduction of materials containing metal oxides to produce melt metal and device for carrying out method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940551A (en) * 1973-03-30 1976-02-24 Allmanna Svenska Elektriska Aktiebolaget Apparatus and method for the melt reduction of iron oxides
EP0663450A1 (en) * 1994-01-14 1995-07-19 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Method of producing iron melt
RU2296165C2 (en) * 2005-05-04 2007-03-27 Ооо "Твинн" Metal direct reduction method from dispersed raw ore material and apparatus for performing the same
RU2476599C2 (en) * 2011-03-16 2013-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН Method for electric-arc liquid-phase carbon thermal reduction of iron from oxide raw material, and device for its implementation
RU2612330C2 (en) * 2014-12-30 2017-03-07 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") Method of direct reduction of materials containing metal oxides to produce melt metal and device for carrying out method

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020108308A (en) 2021-08-26
RU2020108308A3 (en) 2021-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0474703B1 (en) Manufacture of ferroalloys using a molten bath reactor
US2805930A (en) Process of producing iron from iron-oxide material
RU2226220C2 (en) Steelmaking slag reprocessing method
US3198624A (en) Process for the manufacture of stainless steel
US2805929A (en) Process for obtaining iron from material containing iron oxides
US4756748A (en) Processes for the smelting reduction of smeltable materials
Pickles et al. A new route to stainless steel by the reduction of chromite ore fines in an extended arc flash reactor
RU2612330C2 (en) Method of direct reduction of materials containing metal oxides to produce melt metal and device for carrying out method
RU2756057C2 (en) Method for obtaining vanadium cast iron from iron-vanadium raw materials
AU594370B2 (en) Recovery of volatile metal values from metallurgical slags
US6314123B1 (en) Method for continuous smelting of solid metal products
Pickles et al. Production of Ferronickel and Ferrovanadium from Fly Ash in an Extended Arc Flash Reactor
GB1446021A (en) Method for the refining of molten metal
RU2813429C1 (en) Method of producing liquid cast iron from dri-product
US4557758A (en) Steelmaking process
JPS62167808A (en) Production of molten chromium iron
US3556774A (en) Process for the reduction of molten iron ore
RU2280704C1 (en) Method of processing nickel-containing iron ore material
RU2123053C1 (en) Process of steel melting in open-hearth furnace
RU2088672C1 (en) Method for smelting steel in oxygen converters
JPS62167809A (en) Production of molten chromium iron
SU572504A1 (en) Method for maunfacturing iron and its alloys from iron ore
CN116949236A (en) Method and system for producing steel by reducing non-blast furnace step by step
CN112011721A (en) Pig iron for directly producing low-silicon low-titanium low-trace-element nodular cast iron and preparation method thereof
US1619462A (en) Manufacture of alloy steel and iron