SU1067057A1

SU1067057A1 - Flux for treating vanadium-containing cast iron

Info

Publication number: SU1067057A1
Application number: SU823503883A
Authority: SU
Inventors: Михаил Андреевич Третьяков; Леонид Андреевич Смирнов; Виталий Васильевич Власихин; Сергей Петрович Киселев; Юрий Степанович Щекалев; Борис Иванович Топычканов; Борис Дмитриевич Червяков; Александр Михайлович Дюльдин; Владимир Яковлевич Дегодя
Original assignee: Нижнетагильский металлургический комбинат; Уральский научно-исследовательский институт черных металлов
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1984-01-15

Abstract

ФЛЮС ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ЧУГУНА, включающий п тиокись ванади , двуокись кремни , окись кальци и окислы железа, отличающийс тем, что, с целью увеличени выхода ванади в 1Ш1ак, повышени качеству шлака и углеродистого полупроду« та путем повышени сорбционной спсйзобности флюса по отношению к ванадию и расширени температурного интервала процесса сорбции ванади , он дополнительно содержит трехокись марганца , хрома и титана, а также углерод при следующем соотношении компонентов , мас.%: П тиокись ванади Двуокись кремни Окись кальци Трехокись марганца Трехокись хрома Трехокись титана Углерод Окислы железаFLUX FOR PROCESSING vanadium IRON comprising vanadium pentoxide, silica, calcium oxide and iron oxide, characterized in that in order to increase the yield of vanadium 1Sh1ak, increasing the quality of the slag and carbonaceous poluprodu "that by increasing sorption spsyzobnosti flux with respect to the vanadium and the expansion of the temperature range of the process of sorption of vanadium, it additionally contains manganese trioxide, chromium and titanium, as well as carbon in the following ratio, wt.%: Vanadium tioxide Dioxide cream Calcium oxide Manganese trioxide Chromium trioxide Titanium trioxide Carbon iron oxides

Description

О О СП Изобретение относитс к черной металлургии, а к составам твердых окислителей и флюсов, используемых дл обработки ванадий содержаи1их чугунов с извлечением из них ванади в товарный шлак. Известно применение дл деванадации чугуна железорудных гиатериалов - прокатной окгшины, железной руды, агломератов и других твердых окислителей, основукоторых состав /л ют окислы железа И. Недостатком этих материалов как окислителей вл етс относитель.но невысока их.окислительна способ .ность, св занна с тем, что преимущественна часть кислорода, например , в окалине св зана в наиболее прочный окисел - закись железа Кроме того, указанные материалы не обладают требуемой флюсующей способностью, вызыва осложнени с формированием правильной формы и о нородного состава ванадийсодержаще го шпинелидного зерна, способству ускоренному сворачиванию образую щегос Ванадиевого шлака и, как следствие, повышению потерь металла в 9иде выносов и испарений. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению вл етс флюс дл обработки ванадийсодержащего чугуна 2, включающий п тиокись вана-ди , двуокись кремни , окись кальц и окислы железа при следующем«соот ношении компонентов, вес.%: 0,4-3,0 П тиокись ванади 2-20 Двуокись кремни 1-10 Окись кальци Остальное Окислы железа Указанный флюс характеризуетс низким выходом ванади в шлак и неудовлетворительным качеством шлака с точкИ зрени получени его оптимальной структуры и состава,.а также невозможностью получени угл родистого полупродукта высокого качества , что св зано с недостаточной сорбционной способностью флюса по отношению к ванадию, содержащемус в металле, а также узким температур ным интервалом {1250-1350°С), при котором сорбционна способность шла ка сохран етс на высоком уровне. Повышение температуры обработки выш 1400°С приводит к резкому снижению сорбционной способности флюса по отночлению к ванадию, содержащемус в металле, и, как следствие, повышейию его концентрации в металле до 0,08-0,12% вместо требуемых 0,0 0,04%. Вынужденное снижение темпера туры конца дёванадации не позвол ет получить углеродистый полупродукт высокого качества, что ограничивает достижение высоких технико-экономических показателей последу1э1дего передег1а его в сталь. Целью изобретени вл етс увеличение выхода -ванади в шлак, повышение качества шлака и углеродистого полупродукта путем повышени сорбционной способности флюса по отношению к ванадию и расширени температурного интервала процесса сорбции ванади . Поставленна цель достигаетс тем, что флюс дл обработки ванадийсодержащего чугуна, включающий п тиокись ванади , двуокись кр.еглни , окись кальци и окислы железа, дополнительно содержит трехокись марганца , хрома и титана, а также углерод при следующем соотношении компонентов , мас.%: . 0,5-3,0 П тиокись ванади 0,2-10 Окись кальци 2-20 Двуокись кремни 1-5 Трехокись марганца 1-5 Трехокись хрома 1-5Трехокись титана .0,5-3,0 Углерод Окислы железа Остальное Введение нар ду с окислами железа , п тиокисью ванади и окислами кальци и кремни окислов трехвалентных марганца, хрома, титана, а также углерода повышает сорбционную способность флюса- по отнесению к ванадиЕО в металле, расшир ет температурный интервал сохранени нужного уровн сорбции флюса по отношению к этому элементу, облегчает формирование шлака в процессе,девавадации в т.ч. и в ее конце, увеличивает вглход ванади в шлак, повыша качество шлака, а также качество полученнрго в, процессе обработки углеродистого полупродукта. При этом, как .известном флюсе, введенные в состав окислы ванади играют роль зародышевых центров и инициируют образование и дальнейшее формирование комплексного шпинелида, увеличива размеры шпинелидного зерна и способству сохранению э.кстракционной способности флюса в течение всего периода де.ванадации. Пределы концентраций ванади при этом в предлагаемом флюсепрактически остаютс на том же уровне, что и в известном. Роль- вводимых во флюсе окислов кальци и кремни в указанном соотношении также сводитс к тому, что при температуре обработки они совместно с окислами железа образуютABOUT THE INVENTION The invention relates to ferrous metallurgy, and to the compositions of solid oxidizing agents and fluxes used for treating vanadium containing pig iron with the extraction of vanadium from them into commercial slag. It is known to use iron ore hygieneals for rolling iron, rolling ore, iron ore, agglomerates and other solid oxidizing agents for the decomposition of iron, the basis of which is iron oxides I. The disadvantage of these materials as oxidizing agents is relatively low in their oxidative ability associated with in that the predominant part of oxygen, for example, in scale, is bound to the most durable oxide — iron oxide. Moreover, these materials do not possess the required fluxing ability, causing complications with the formation of oxygen. avilnoy shape and the homogeneous composition of vanadiysoderzhasche shpinelidnogo grain and accelerate folding generators luminant vanadium slag and, as a consequence, increase in metal losses 9ide outstations and vapors. The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a flux for treating vanadium-containing cast iron 2, including vanadium pentoxide, silicon dioxide, calcium oxide and iron oxides in the following ratio of components, wt.%: 0.4-3 , 0 Vanadium thioxide 2–20 Silicon dioxide 1–10 Calcium oxide Rest Iron oxides The flux indicated is characterized by a low yield of vanadium into the slag and poor slag quality from the point of view of its optimal structure and composition, as well as the impossibility of obtaining it and high quality virgin semi-finished coal, which is associated with insufficient sorption capacity of the flux with respect to vanadium contained in the metal, as well as a narrow temperature interval {1250-1350 ° C), at which the sorption capacity of slag is maintained at a high level. An increase in the treatment temperature of 1400 ° C higher leads to a sharp decrease in the sorption capacity of the flux relative to vanadium containing in the metal, and, as a result, its concentration in the metal increases to 0.08-0.12% instead of the required 0.0-0.04 % The forced decrease in the temperature of the end of dendanation does not allow to obtain high quality carbon semi-finished product, which limits the achievement of high technical and economic indicators following its transformation into steel. The aim of the invention is to increase the yield of -vadi to slag, improve the quality of slag and carbon semi-product by increasing the sorption capacity of the flux with respect to vanadium and extending the temperature range of the vanadium sorption process. This goal is achieved by the fact that the flux for treating vanadium-containing iron, including vanadium pentoxide, redox dioxide, calcium oxide and iron oxides, additionally contains manganese trioxide, chromium and titanium, as well as carbon in the following ratio of components, wt.%:. 0,5-3,0 Vanadium thioxide 0,2-10 Calcium oxide 2-20 Silicon dioxide 1-5 Manganese trioxide 1-5 Chromium trioxide 1-5 Titanium trioxide .0.5-3.0 Carbon Ferrous oxides Else Introduction with iron oxides, vanadium thioxide and calcium and silicon oxides of manganese, chromium, titanium and carbon oxides, it increases the sorption capacity of the flux in relation to this element to vanadiOE in the metal , facilitates the formation of slag in the process, devavadatsii including and at the end, it increases the vanadium input into the slag, thus improving the quality of the slag, as well as the quality of the obtained, processing of the carbon semi-finished product. In this case, as a known flux, vanadium oxides introduced into the composition play the role of germinal centers and initiate the formation and further formation of complex spinelide, increasing the size of the spinel grain and helping to preserve the e.straction of the flux during the entire period of de-glantation. At the same time, the limits of vanadium concentrations in the proposed fluorescence remain at the same level as in the known. The role of oxides of calcium and silicon in the flux in the indicated ratio also comes down to the fact that, at the treatment temperature, they, together with oxides of iron, form

жидкую фазу, в которой непрерывно в течение всего периода обработки происходит растворение частиц ванадиевого шпинелида ft последующа the liquid phase, in which continuously dissolving particles of vanadium spinelide, ft

их сегрегаци с формированием кристаллов шпинелида правильноП геометрической формы. При этом пределы содержани двуокиси кремни остаютс на том же уровне, что и в известном флюсе (2-2,0%) , а нижний предел содержани окислов кальци снижен до 0,2% из условий использовани материалов дл получени высококачественных ванадиевых шлаков, содержащих не более 0,2% СаО. their segregation with the formation of spinelide crystals is correct geometric shape. At the same time, the silica content limits remain at the same level as in the known flux (2-2.0%), and the lower limit of calcium oxides is reduced to 0.2% of the conditions of using materials to produce high-quality vanadium slags containing no more than 0.2% CaO.

Введенные в состап окислы трехвалентных марганца, :прома и титана при обработке чугутш флюсом преимущественн о вход т в шпинелидную составл ющую образующегос шлака и поэтому при его образовании выполн ют роль зародышевых центров. Увеличение числа зародышевых центров существенно увеличивает сорбционную rto отношению к ванадию способность флюса,- так как образующиес при обработке чугуна окислы ванади могут изоморфно замещать указанные окислы, чем обеспечиваетс быстра и полна достройка комплексного шпинелида, фбрмирование зерен пр вильной геометрической формы и увеличение их размеров.The oxides of trivalent manganese, introduced into the composition, are: prom and titanium during the processing of flux flux mainly belong to the spinel component of the slag formed and therefore play the role of germinal centers in its formation. The increase in the number of germinal centers significantly increases the flux capacity of the sorption rto with respect to vanadium, since vanadium oxides formed during the cast iron treatment can isomorphically replace these oxides, which ensures quick and complete completion of the complex spinelide, making the grains of the right geometry and increasing their size.

Преимуществом предлагаемого флюса дл обработки ванадийсодержащего чугуна вл етс сохранение его сорбционной способности по отно . шению к ванадию при более высоких, чем обычные, температурах обработки Это, с одной стороны, вл етс следствием уже отмеченного увеличени количества зародышевых центров, с другой - более высокой устойчивость образующегос комплексного шг(инелид вл ющейс следствием изменени морфологии зародышевой подкладки и преимущественным ростом шпинелида за счет вытеснени трехвалентных окислов марганца, хрома и титана в поверхность. Последнее существенно уменьшает склонность окислов ванади к обратному переходу в металл, что позвол ет значительно повысить стабильность результатов деванадации в услови х высоких температур, а также при пониженном содержании кремни в чугуне.The advantage of the proposed flux for treating vanadium-containing pig iron is that its sorption capacity is relative. This, on the one hand, is a consequence of the already noted increase in the number of germinal centers, on the other, a higher stability of the resulting complex shg (ineelid resulting from a change in the morphology of the germinal lining and the preferential growth of spinelide due to the displacement of trivalent oxides of manganese, chromium and titanium into the surface. The latter significantly reduces the tendency of vanadium oxides to reverse to the metal, which allows Tel'nykh increase stability devanadatsii results in conditions of high temperatures and under reduced silicon content in the iron.

Указанные Эффекты достигаютс преимущественно в интервале содермани 1-5% каждого из окислов. При меньшем содержании они практически не наблюдаютс , а при большем - происходит чрезмерное разбавление комплексно го шпинелида не содержащими ванадий фазами. Кроме того, в случае превышени верхнего предела содержани окислов трехвалентныхThese effects are achieved mainly in the range of 1–5% of each of the oxides. With a lower content, they are practically not observed, and with a higher content, excessive dilution of the complex spinelide with vanadium-free phases occurs. In addition, if the upper limit of the content of trivalent oxides is exceeded

марганца,хрома и титана сорбционна способность флюса по отношению к ваналию при повышении температуры обработки до 1400-1450 С уже практически не измен етс .manganese, chromium and titanium, the sorption ability of the flux with respect to vanilla with an increase in the treatment temperature to 1400-1450 ° C is almost unchanged.

Введенный во флюс углерод, реа.гиру с окислами железа шлака, образует в объеме флюса пузырьки окиси углерода и способствует увеличению поверхности реагирующих фаз при обработке чугуна и обновлению реагирующих поверхностей . Положительное вли ние углерода достигаетс преимущественно в интервале 1-2% углерода, заметно не про вл сь при его содержании менее 0,5% и не повыша сь при .The carbon injected into the flux with iron oxides of the slag forms carbon monoxide bubbles in the flux volume and contributes to an increase in the surface of the reacting phases during the processing of cast iron and the renewal of the reacting surfaces. The positive effect of carbon is achieved predominantly in the range of 1-2% of carbon, which is not noticeably manifested when its content is less than 0.5% and does not increase at.

В состав предлагаемого флюса могут входить окислы МдО, Р2Ог в сумме до 3%, которые вл ютс примес ми , они могут попадать в состав флюса вместе с материалами, при помощи которых ввод тс основные окислы. Указанные окислы в этом количестве не оказывают отрицательного вли ни на сорбционную способность флюса и изменение ее с тем- пературой. .The composition of the proposed flux can include oxides of MDO, P2Og in the amount of up to 3%, which are impurities, they can be part of the flux along with the materials with which the basic oxides are introduced. These oxides in this amount do not adversely affect the sorption capacity of the flux and its change with temperature. .

Предлагаемый флюс дл обработки ванадийсодержащего чугуна может быть образован обычным смешением широко известных железорудных материалов (прокатна окалина, концентраты ), марганец-, хром- и титансодержащих материалов, включающих окислы указанных элементов в трехвалентной форме, а так;; е углеродсодержащих матер41алов (уголь, коксик), вз тых в -расчетном количестве . В частном спучае использовали механические смеси прокатной окалины, марганцевой руды, ванадиевого шлака и коксика.The proposed flux for treating vanadium-containing iron can be formed by the usual mixing of widely known iron ore materials (mill scale, concentrates), manganese, chromium and titanium-containing materials, including oxides of these elements in the trivalent form, and so; e carbon containing materials (coal, coking), taken in an estimated amount. Mechanical mixtures of mill scale, manganese ore, vanadium slag and coke were used in the private sector.

Пример. Ванадийсодержащий чугун (,10-4,40%; ,13-0,25% ,40-0,48%; Ti-О,18-0,30%; ,20-0,28%; ,03-0,06%; ,02b-0,05%), залитый в 160-тонный конвертер, обрабатывают предложным флюсом (в % от веса чугуна) ззамен прокатной окалины и известного флюса, вз тых в том же количестве. Одновременно сверху на флюс, присаженный на поверхность чугуна, подают кислород с интенсивностью 2 4 .мин. По окончании обработки 1 деванадации )флюc абсорбиру окислы , образующиес от окислени примесей чугуна, в т.ч. ванади , состал ет основу ванадиевого шлака, а полученный в результате обработки (деванадации) полупродукт переделывают в другом конвертере на сталь.Example. Vanadium-containing cast iron (10.4.40%; 13-0.25%; 40-0.48%; Ti-O, 18-0.30%; 20-0.28%; 03-0, 06%;, 02b-0.05%), poured into a 160-ton converter, are treated with the predisposed flux (in% of the weight of the iron) from the replacement of mill scale and the known flux taken in the same amount. At the same time, oxygen with an intensity of 2 4 .min. At the end of the treatment, 1) the flux absorbs oxides formed from the oxidation of iron impurities, incl. vanadium, forms the basis of vanadium slag, and the intermediate product obtained as a result of processing (de-modulation) is converted into another converter for steel.

В таблице приведены исходные данные и показатели обработки ванадийсодержагдего чугуна с применением известных и предложенного флюсоь.The table shows the initial data and processing indicators of vanadium containing iron, using known and proposed flux.

0,5-1,0 5-100.5-1.0 5-10

0,57 5,1-5,3 1,4-3,80.57 5.1-5.3 1.4-3.8

3,3-3,4 0,02132013503.3-3.4 0.0213201350

12-14 87-87,112-14 87-87,1

40-б40-b

100 мкм 0,03 зерна правильной геометрической формэ составл ют 50-70%100 microns 0.03 grain of proper geometric shape is 50-70%

Продолжение таблицыTable continuation

Claims

FLUX FOR PROCESSING WANADI YSO OF HOLDING IRON, including vanadium pentoxide, silicon dioxide, calcium oxide and iron oxides, characterized in that, in order to increase the vanadium output into slag, to improve the quality of slag and carbon intermediate, the flux sorption capacity with respect to to vanadium and expanding the temperature range of the sorption process of vanadium, it additionally contains manganese, chromium and titanium trioxide, as well as carbon in the following ratio of components, wt.%:

Pentoxide vanadium 0.5-3.0 Dioxide silicon 2.0-20.0 Calcium oxide 0.2-10.0 Trioxide manganese 1.0-5.0 3 Trioxide chromium 1.0-5.0 (L Trioxide titanium 1.0-5.0 (Z Carbon 0.5-3.0 Iron oxides Rest ^s -

O O) * 4 O

Si <1