Способ выплавки чугуна из титаномагнетитовых руд в доменной печи

явфрр ЯЕа Яффу ИОТЕк,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Акционерное общество Чусовский металлур гический завод"(72) Гаврилюк Г.ГЛеконцев ЮА; Кожуркова Л.П., Завидонский ВА; Гельфенбуйм Б.В.; Кожин ДВ. (73) Акционерное общество Чусовский металлур - гический завод"(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА ИЗ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ РУД В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения: способ включает загрузку железорудного сырья и кокса, подачу комп) КЦ 1 ц 2001111 ,1(51) 5 С 21 В 5 00 бинированного дутья, определение по ходу технологического процесса текущего и оптимального отношения содержания оксида титана в шлаке к содержанию титана в чугуне и регулирование при изменении на каждую единицу разности между текущим значением отношения оксида титана в шлаке к содержанию титана в чугуне и оптимальным ее значением. При этом изменяют прямо пропорцио - нально расход кокса на 1,65 - 3,0% и обратно пропорционально расход природного газа на 05 - 1,5 оь по отношению к дутью на период 0,3 - 0,7 времени проплавления шихты в печи.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству в доменных печах природнолегированного ванадием чугуна из титаномагнетитовых РудИзвестен способ выплавки чугуна иэ титаномагнетитового сырья в доменной печи, включающий загрузку титаномагнетитового сырья, кокса, флюсов, подачу дутья, выпуск чугуна и шлака.При осуществлении данного способа возникают трудности, связанные с образованием тугоплавких, плохо подвижных шлаков. Это обусловлено восстановлением окислов титана и получением карбидов, нитридов титана, присутствие которых во взвешенном состоянии ухудшает жидкоподвижность (текучесть) шлаков, что затрудняет выпуск его иэ печи.Наиболее близким по технической сущ ности и достигаемому положительному результату к предложенному способу является способ проплавки титаномагнетитовых руд в доменной печи, где загрузку шихты осуществляют при дополнительном контроле двух технологических параметров - выхода шлака и коэффициента распределения титана между шлаком и чугуном. Оптимальный коэффициент распределения между шлаком и чугуном рассчитывается в зависимости от 30 выхода шлака и при отклонении этого значения от оптимального изменяют основ- ность шлака. Недостатком данного способа является то, что в нем отсутствует механизм регулирования основности шлака в зависи мости ог значения коэффициента распределения титана.Технический результат достигается улучшением свойств шлака и качества чугуна, снижением удельного расхода кокса из менением на каждую единицу разности между тскущим значением отношения оксида титана в шлаке к содержанию титана в чугуне и оптимальным ее значением. При этом изменяют прямо пропорционально 45 расход кокса на 1,65 - 3,0 и обратно пропорционально расход природного газа на 0,5-1,5 по отношению к дутью на период 0,3-0,7 времени пребывания шихты в печи, Критерием качества титанистого шлака явТЮгляется отношение, где ТЮ 2 - содержание оксида титача в шлаке , Т - содержание титана в чугуне , Сущность способа раскрывается при рассмотрении 55 физико-химической природы восстановления титана в доменной печи, При чрезмерном восстановлении Т 102 возрастает количество образовавшихся карбидов и нитридов титана, которые, находясь вовзвешенном состоянии, ухудшают жидко.подвижность шлаков, приводят к образованию настылей и к зарастанию горна, В этомслучае доля двуокиси титана в шлаке снижаТ 1 02ется и отношение . по мере развитияпроцесса восстановления двуокиси титанауменьшается. В противном случае, то естькогда процесс восстановления двуокиси тиТ 02тана затормаживается, отношение увеличивается, что, в свою очередь,свидетельствует о снижении образованиякарбидов и нитридов титана, которые влияют на свойства шлаков, в том числе на степень извлечения ванадия,Полностью нейтрализовать реакциювосстановления титана невозможно в силутермодинамических условий в печи, но можно достигнуть определенных границ ее развития и, оптимальной величины отношенияТ 02, при котором будут получены благоприятные для печи шлаки и ее тепловое состояние и качество чугуна. Оптимальноеотношение установлено в зависимости отвыхода шлака согласно прототипа= 43,1 - 0,0230Т 3где 0 - выход шлака, кг/т чугуна.Разность между текущим значением отТ 02ношения . и расчетным отношением (оптимальным) составляет ту величину, накоторую следует произвести корректирующие воздействия, чтобы оптимизироватьпроцесс доменной плавки.Путем обработки экспериментальныхданных получены зависимости между регулирующими воздействиями и отношениемТЮ 2/Т. Установлены также пределы изменения регулирующих воздействияТак, приизменении указанного отношения на единицу, изменяют пропорционально расходкокса в подаче на 1,65-3,0;. Данные пределы зависят от степени использования газаи удельного расхода кокса. Величина корректировки рассчитывается по формуле:ЯК=0005 К,где К - удельный расход кокса, кг/т чугуна;ЬК - изменение расхода кокса в подаче,(при изменении отношения ТЮ 2/Т наединицу),Таким образом, корректировка отношения Т 102/Т 1, предполагает изменение расхода кокса в подаче теплового состоянияпечи. Для повышения быстродействия регулирования одновременно с изменениемрасхода кокса изменяют расход природного газа, Изменение расхода природного газа следует ограничить периодом 0,3-0,7 времени пребывания шихты в печи, так как через это время шихта с измененной коксовой подачей приходит в зону, где начинают проявляться ее воздействия.Минимальные и максимальные значения времени пребывания шихты соответствуют разным степеням форсировки процесса при работе на титаномагнетитовой шихте и определяется по формуле пребывания шихты в печи. Для корректировки укаэанного отношения на единицу следует обратно пропорционально изменять на 0,5 - 1,5 к дутью расход природного газа.Пределы изменения природного газа на 0,5 - 1,5 приняты в зависимости от его расхода (20 - 100 м /т чугуна) и рассчитываютсязпо формулеЬ П = 1,7 - 0,12 П,где П - расход природного газа, м /т чугуна;эЛ П - изменение расхода природного газа к дутью, в (при изменении отношения Т 02/Т на единицу),Проведенный анализ патентной и научно-технической документации не выявил технических решений, идентичных заявляемому. По сравнению с прототипом заявляемое решение имеет новые признаки и, следовательно, соответствует критерию "новизна".При поиске по научно-технической и патентной литературе источники, содержащие признаки, отличающие данное техническое решение от прототипа, не обнаружены. Таким образом, данное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.П р и м е р 1. Способ осуществляется на доменной печи Чусовского завода объемом 200 м. Шихта включает 100% Качканарских окатышей с незначительной долей известняка (10-30 кг/т чугуна). Температура дутья 1050 С, влажность естественная, расход природного газа 100 м /т чугуна, Расходзкокса 350 кг/т, выход шлака 300 кг/т чугуна,Состав чугуна на выпуске,;5 Мп Б Р Ч Сг Т С 0,30 0,21 0,024 0,04 0,44 0,11 0,24 4,38Состав шлака, %;302 А.Оз СаО М 90 Тг 02 Ч 205 СаО/5 О 30,5 16,0 31,2 9,2 8,4 0,43 1,02 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ГЗолучено отношение Т 02/Т =8,04= 33,5Оптимальное Т 02/Т = 43,1 - 0,023 350 = 35,05Отклонение составляет (-1,55). Согласно рекомендациям, уменьшаем величину коксовой подачи на 1,65 х 1,55 = 2,55 оили на 50 кг(величина подачи 2 т), Одновременно на 1,2 ч, что составляет 0.3 от времени пребывания шихты в печи (4 ч), изменяем расход природного газа на 0,5 6 х 1.55 = 0,77. В результате на выпуске получаем оптимальное отношение Т 02/Т и снижения содержания серы на 0,0027 ь (абс).П р и м е р 2. Способ осуществляется на той же печи Чусовского завода, Состав шихты: 50% качканарских окатышей, 25 местного агломерата, 25 первоуральской руды. Расход кокса 600 кг/т чугуна, расход природного газа 20 м /т чугуна, температура дутья 800 С.Состав чугуна на выпуске, о :5 Мп 5 Р 1/ Т С0,60 0,25 0,035 0,045 0,51 0,23 4,45 Состав шлака. :Я 02 А 20 э СаО МЯО Т 02 920 СаО/Я 02 30.6 15,4 31,8 9,7 8,0 0,51 1,07Текущее значение отношения Т 02/Т составило 34, оптимальное - 32,75. Следовательно отклонение от оптимального (+1,75). Для получения заданного отношения изменяем расход кокса на 3% 1,75 = 5,25 или увеличиваем его на 120 кг в подачу (величина подачи 2,4 т). Изменяем, сокращаем расход природного газа на 1,5% х 1,75=2,6% на период 4 ч(время пребывания 5,5 ч).После принятия технологических мер на выпуске получено изменение отношения Т 02/Т в сторону приближения его к оптимальному, а затем получения заданного отношения. Работа печи улучшилась, снизилось содержание серы в чугуне, степень усвоения ванадия повысилось,Данный способ позволяет улучшить качество чугуна эа счет снижения в нем содержания серы, фосфора и цветных металлов. (56) Авторское свидетельство СССРМ 1696478, кл, С 21 В 5/02, 1991,Сб, "Проблемы ванадия в черной металлургии", М 1966, с, 36.Положительное решение по заявке М 4481863/02, 1988,2001111 Составитель Г, ГаврилюкТехред М,Моргентал Корректор О,Кравцова Редактор Тираж ПодписноеН 110 "Поиск" Роспатента113035,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3112 Производственно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,гагарина, 101 Формула изобретения СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА ИЗ ТИТАНОМАГНЕ- титОВых Руд В дОменнОЙ печи, включающий загрузку подачами железорудного сырья и кокса, подачу комбинированного дутья, определение оптимального значения коэффициента распределения титана между шлаком и чугуном, контроль его текущего значения, выпуск чугуна и шлака, отличающийся тем, что при изменении текущего значения коэффициента распреде 5 ления титана между шлаком и чугуном от оптимального его значения на единицу пропорционально изменяют на 1,65 - 3,0 расход кокса в подаче и обратно пропорционально на 0,5 - 1,5 от расхода дутья,"0 расход природного газа на период 0,3 - 0,7 от времени проплавления шихты в печи до достижения оптимального значения коэффициента распределения титана между шлаком и чугуном,