Способ доменной плавки титано-магнетитовых руд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОТНРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ) В,В. Волков, Б.М, Герман, Б.В, Ипатов, Е.И. Лейсов, В,С. Новиков, В.В. Филиппов, А.А. Фофанов, В.В. фролов, А.В. Ченцов и С.В.Шаври (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР(56) 1, Производство чугуна. Технологическая инструкция ТИ 78 ч. Н. Тагил. 1977.,(54)(57) спосоБ доменной плАвки ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД, включающий,ЯОА5 ц С 21 В 5/00 загрузку в печь сырья и кокса, подачу в фурмы нагретого, обогащенногокислородом дутья, природного газа,выпуск чугуна и шлака, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения потерь чугуна и улучшенияего качества, при превышении концентрации титана в чугуне сверх 0,207 "увеличивают расход природного газана О, 15-0,207 по отношению к дутьюи одновременно снижают основностьшлака на 0,005-0,010 на каждые0,01% превышения концентрации титана, а при концентрации титана в чугуне менее 0,157 снижают расход природного газа и увеличивают основность шлака в тех же пределах.,1 Л 15 , Ого, чтобы в горне печи ненякяп:и:ьялись неплявкие титянистые МсССЫБ МЕН 1 ШСИ СТЕПЕНИ ПРОЯВЛЯ -ЛИСЬ ДРУГИЕ ОСЛО".ПП 51, СБЯЗЯННЫЕ с Босс 1 яповле 1-.ие 1:Тя 1 п :еобходимо чтобы сре:11 ес фяктичесОс со;.,ержя 1 РЕДСЛЯ ЕГО РЯСТВОРИМОСТ"- РЯБНОГО 0,207Таким сбразом,. возникает задача изыскать прие "и. Обеспечивающие 1 оцдеРжяние сРецнеГО соцержявия "и- тана ь чугуне ряв-ым или меньше 0,27Цель изобрет; пил - снижение поуказанная цель 1 остигяется тем ЧТО СОГ 51 ЯСПО СПОСО 5 ПЛЯВКИ ТИТИНО мягпети-.овых Р,д, в.,:лючяюще:у заГрузку и 1 с"-1 ь сь.рь-,. и кокса., подачу 13Ч 11 Ы ПЯ 11)СТОГО СО 01 ЯШСПОГО КИС лдродом дутья пгилдноО - аз явыг:;.ск 1.гуня и шлака при превышении ко 1 цент яди тит 11 я Б у;-еверх0,207 увеличивают расход природного газэ ИЯ 0.150,2;Е пс ОношеНИЮ К ЦУТЬЮ И ОДНО 51 РЕМЕ 11510 Е 1 ИЖЯЮТ основпосгь шпака пя 0,005-0010 на т;Я,д.01/, 1,рс зьп:,с.п.,я ко 1 центра ции титана я при концентрации титана в чугуне мелек 0.157 снижают рас- ХСЦ ПРИРОДНОГО ГЯЗЯ И УЕСЛИЧИБЯЮТ ОСНОБ 1.ОстЬ Шпаи: : тЕХ жЕ ПРЕДЕЛЯХ гяз:. ия содержание в чуг -ис труцновосстяпсв 15 мых элементов ОбъясняЕ С 51 ТОМ ЧТО ЗНЯ 1 КТЕЛЬИЯЯ ЧЯСТЬ ИХ посс Гя:1 явливяется ".: Бь 1 сокоте 11 перя-.турпых зо:ях пеп 11.Р"1 егя 1 оших к фур- МС.НПЫМ О:1.ЯМ1 РИ ПО.1 И 1 КО НИ И ИЛИ ПО темпе Ря 1 уэ. здесь . О я.ыяРтся илипонижспетсл . " О и Обе спечивает при понискепие соцержя 1151 итяия и кремния - ч;Г.-.е, Ппи этом эб 1:;сг 1 ечивается БозмоЛссОста"Ть сретнии температРПЬ;1 1 РОБЕ Ь в-,1 Я 1;: Тт 1 ТГТОБ ПЛЯВ ки неизменным 51 утем изси 1 ния расходакокса в соответствии с коэффициентом3 чмепы ко ся при 10;мм 1 язомПряк тич ски это Оз:.: -я:-.т. чс, после из:1 енеь "Я РЯ хоЦЯ иР 11 РО 1 н ГОЯзЯиз 1 чс 1 ения Осповпости 1111 хт:.1 Обеспеживяк:1 ем указанное иэмененис оснсвнос,и шляха, теп 11 ОБОС состояние печи,ялсдовятепьно, и с;111 ержяние серыБ ЧУРУНЕ ПОДДЕРжИБЯЮ З ЗЯДЯННЫХ ГРЕИзобретение относится к чернойметаллургии, а именно к производству в доменных печах природно-легированного ванадием чугуна ия титаномагнетитовых руд. 5Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ доменной плавки титаномагнетитовыхруд, включающий загрузку в печь титаномагнетитового сырья и кокса,подачу в фурмы нагретого, обогащенного кислородом дутья, природногогаза, выпуск чугуна и шлака. Этотспособ обеспечивает низкое содержа терь чугуна и улучшение качествание кремния в чугуне, в пределах чугуна,О, 1-0,37., что способствует улучшению показателей как доменного, таки последующих переделов, Так в конвертерном переделе получаются шлаки 20с повышенным содержанием пятиокисиванадия, что в свою очередь улучшает показатели химического переделашлака на техническую пятиокисьванадия и феррованадий 1 1 1. 25Однако известному способу присущи следующие недостатки: отсутствуют ограничения на содержание титана в чугуне и указания на приемы,способствующие уменьшению степениего восстановления, хотя известно,что именно титан, содержащийся взагружаемых в доменную печь шихтовых материалах, осложняет технологию плавки. чаек Бс зде"1 с-Б 11 я "р-.резногоВ условиях доменчой печи окислытитана восстанавливаются с Образованием тугоплавких соединений на основе двухвалентного титана которыевследствие ограниченной растворимостив чугуне выделяются из расплава наконтактных поверхностях металл-шлак Бы 11 е,1 ии расхода пр 51-,одного Гязяшлак-кокс, затрудняя коагуляцию капель металла, ухудшая дренаж прод;ктов плавки и активизируя зарастяниегорна неплавкими массами. Внешнимипроявлениями этих осложнений являются повышенные потери металла сошлаком, затруднения при остановкахпечи иэ-за заливки фурм шлаком, повышенная трудоемкость горновых операций и ухудшение показателей работыпечей к концу кампании иэ-за уменьшения емкости горна, Поддержаниесодержания кремния в чугуне на указанном низком уровне (0,1-0,37)не обеспечивает стабильных показателей работы печи в течение всейкампайии.1086 ты печи следующие: 455117 делах, как обычно, путем корректировки теплосодержания дутья и рудной нагрузки,Положительное влияние увеличения основности шлака при низком содержании титана в чугуне проявляется в том, что с помощью этого приема компенсируют низкий резерв тепла в доменной печи. При превышении верхнего значения оптимального содержа ния титана в чугуне и соответствующем увеличении резерва тепла в печи целесообразно использовать это обстоятельство и реализовать возможность экономии топлива за счет уменьшения расхода флюсующих добавок.По практическим данным изменение расхода природного газа на 0,15-0,207 к дутью является минимальной нормой воздействия, необходимой для измене ния содержания титана в чугуне на 0,017, Превышение этой нормы нежелательно, так как более значительные изменения расхода природного газа (а, следовательно, и отклоне ния от оптимального значения) будут связаны или со снижением коэффициента замены кокса газом, или с увеличением расхода кокса.П р и м е р 1. В качестве базо- З 0 вого объекта принята доменная печь Нижнетагильского комбината НТИК объемом 2700 м, выплавляющая 1,8 млн, т ванадиевого чугуна в год по известному способу, включающему загрузку в доменную печь качканарских титансодержащих агломерата и окатышей, их проплавленке и поддержание заданного состава чугуна путем регулирования теплового состояния печи 40 и основности шихты. Содержание кремния в чугуне поддерживают в пределах 0,1-0,37.В период плавки показатели рабоСуточное производство, т 0154Потери металла со шлаком, кг/т чугуна 9,1Как видно из приведенных данных, содержание титана в чугуне ниже оптимального интервала (0,15-0,20%). В результате низкого химического резерва тепла в печи содержание серы в чугуне выше допустимого техническими условиями предела. Уменьшение среднего содержания серы в чугуне путем повьшения среднего уровня нагрева продуктов плавки, т.е. за счет увеличения как физического, так и химического резерва тепла, приводит к ухудшению дренажа титанистых расплавов через коксовую насадку вследствие отклонения от оптимального температурного уровня и снижению показателей работы печи.По предлагаемому способу для обеспечения среднего содержания титана в чугуне в пределах 0,15 - 0,20% расход природного газа снижают на 0,15-0,20% к дутью и увеличивают основность шлака 0,005-0,01 единицы на каждую 0,01% отклонения содержания титана.В этом примере расход природного газа необходимо снизить на 15 (0,15- 0,13) = 0,37 к дутью, т.е. на 0,9 тыс. м 3/ч, и одновременно увеличить основность шлака на 0,5(0,15- 0,13)=0,01 единицы, т.е. расход известняка повысить на 2 кг/т чугуна. В результате уменьшения расхода природного газа на 0,37. к дутью теоретическая температура горения у фурм повышается на 15-18 С и средонее содержание титана в чугуне возрастает до уровня 0,157. Соответственно, до базового уровня увеличивается обессеривающая способностьшлака.П р и м е р 2. Показатели работы печи следующие:Среднесуточное производство, т П 900П 79 50 1,10 1,10 0,1355 0,22 Т 1 0,12 О,ОП 1 Расход кокса, кг/т чугуна П 67 Расход природного газа,7 к дутью Основность шлака Содержание в чугуне,% к дутью Основность шлакаСодержание в чугуне,0,2 П0,0271086015 Потери металла со шпаком, кг/т чугуна 15,4 Составитель Н, Дунаев Редактор Н. Киштулинец Техрец Т.Дубинчак Корректор А. ДэяткоЗаказ 2187/25 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из этих данных, содержание титана в чугуне выше предела его растворимости, что приводит к повышенным потерям металла, зарастанию горна неплавкими массами, ухудшению условий дальнейшего передела чугуна и снижению качества товарного конвертерного шлака.По предлагаемому способу для,обеспечения среднего содержания титана в чугуне ниже 0,2 расход природного газа увеличивают на 0,15-0,207 к дутью и уменьшают основность шлака. на 0,005-0,01 единицы на каждую 0,01 Е отклонения.1 В этом примере расход природного газа необходимо повысить на 20(0,22- 0,20)=0,47 к дутью, т.е. на1,2 тыс. м ( ч, и одновременно сни 3зить основность шлака на 0,5(0,22- 0,20)=0,01 единицы, т.е. уменьшить расход известняка на 2 кг/т чугуна. В результате увеличения расхода природного газа температуры в зонак, примыкающих к фурменным очагам,снижаются на 15-18 С, что и обеспечи. вает необходимое снижение содержания титана в чугуне. Одновременно в связи с высоким химическим резервом тепла в печи реализуется воэможность уменьшения основности шлака с целью экономии кокса.Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает снижение потерь металла с греналью и неплавкими массами, высокопроизводительную работу печи в течение всей кампании, снижение себестоимости чугуна за счет экономии кокса и желеэорудных материалов. Снижение содержаний титана в чугуне на 0,017 уменьшает потери железа на 0,6-0,8 кг/т чугуна, Эти данные подтверждены промышленными исследованиями на доменных печах, При го= довой выплавке ванадиевого чугуна 2,5 млн. т, из которых 403 чугуна имеет среднее содержание титана 0,237., экономический эффект составляет 116 тыс. руб. в год. Ожидаемый годовои экономический эффект от применения изобретения составляет 116 тыс. руб. в год.