Шихта для получения феррованадия

(5)5 С 22 С 3 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ТЕНТНО ОБРЕТЕ САНИЕ ПАТЕ Изобретениеургии, в частносанадия. Целью изобр ние.качества мет нем содержани примесей марган имости без ваний к това наруш рном(71) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии "Энерго- сталь"(72) Т.Ф.Жуковский, Н.П,Слотвинский-Сидак, А.К,Шашин, Э.А.Милош, А.А,Задорожный, Н.А,Згогурин и Н.Г.Приходько (73) Организация арендаторов Чусовского металлургического завода и Научно-производственного объединения по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии "Энергосталь" (56) Гасик М.И. и Емлин Б.И, Электрометаллургия ферросплавов, Киев-Донецк: 1983, с.230.Производство феррованадия в электропечи силикоалюмотермическим методом. ТИ 115 - Ф - 44 - 87, Чусовой; 1987, с,21, с.29- 31 носится к черной металк производству ферроетения является повыше- алла за счет увеличения в ванадия и уменьшения ца и снижение его себестоения нормативных требоу продукту,(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ(57) Использование: изобретение относится к черной металлургии, конкретно к производству феррованадия. Сущность изобретения: шихта дополнительно содержит ванадийсодержащую золу тепловых электростанций ссодержанием Ч 205 более 15% и Р менее 0,15% при следующем соотношении компонентов, мас.%: техническая пяти- окись ванадия 12 - 17, металлоотсев 1,5 - 8,0, конвертерный ванадиевый шлак 5 - 11, известь 32 - 45, ферросилиций 7 - 10, алюминий 0,5 - 2,5, коксик 0,4 - 0,7, ванадийсодержащая зола ТЭС 1,0 - 8,5, оборотный шлак остальное. 2 табл. Это достигается тем, что шихта, включающая техническую пятиокись ванадия, металлоотсев, конвертерный ванадиевый шлак, алюминий, известь ферросилиций, коксик и оборотный шлак, согласно изобретению дополнительно содержит ванадийсодержащую золу тепловых электростанций (ТЭС) с содержанием Ч 205)15% и Рс 0,15% при следующем соотношении компонентов, мас %Техническая пятиокисьванадия 12,0 - 17,0 Металлоотсев 1,5-8,0 Конвертерный ванадиевыйшлакИзвестьФерросилицийАлюминийКоксикВанадийсодержащаязола ТЭС 1 О - 8 5 Оборотный шлак Остальное Введение в шихту дополнительной ванадийсодержащей фазы - ванадийсодержащей золы ТЭС с содержанием Ч 205 более 5,0 - 11,032,0-45,0 7,0 - 10,0 0,5-2,5 0,4-0,7 шлака. Ванадийсодержащая эола ТЭС содержит менее тугоплавкие (чем в шлаке) соединения. что позволяет уменьшить применение в шихте ванадийсодержащей эолы ТЭС позволило получить "кипящие", легкоподнижные, менее вязкие шлаки, чем ТЭС, кроме наличия фаз с невысокой температурой плавления содержится некоторое температурах (1600 - 1750 С) железо, ванадий и другие компоненты, образует оксиды углерода, которые, фильтруя шлаковый слой, способствуют образованию "кипящих" шлаков, улучшают условия их перемешивания, увеличивая поверхность соприкосновения фаэ, интенсифицируют и ванадия из шлака, тем самым повышая егосодержание в сплаве.Использование в шихте при выплавке феррованадия ванадийсодержащей золы ТЭС позволило снизить содержание в нем вредных примесей марганца, а следовательно улучшить качество металла,Замена в шихте части ванадиевого шлака эквивалентным по Чр 05 количеством ванадийсодержащей.золы ТЭС рационально с экономической очки зрейия, т.к, стоимость шлаке 3520 руб, Применение при производстве по содержанию вредных примесей ванадийсодержащей золы ТЭС позволяет привлечьв производство новый менее дорогостоящий, чем техническая пятиокись ванадия,вид ванадийсодержащего сырья, улучшитькачество ванадиевой продукции, увеличитькоэффициент сквозного извлечения ванадия в результате использования побочногованадиевого продукта и снизить себестои 10 мость феррованадия,Вовлечение в производство нового источника ванадиевого сырья позволит нетолько улучшить . качество феррованадия,снизить расход дорогостоящей и дефицит 15 ной технической пятиокиси ванадия, но и15 Я и Р менее 0,15 опозволило устранить сократить выбросы токсичных соединенийотмеченные недостатки. Это в значитель- ванадия в окружающую среду в результатеной мере объясняется отличием химическо- утилизации золы ТЭС при воспроизводствего и фазово-минералогического составов ванадиевой продукции.золы ТЭС от конвертерного ванадиевого 20, Нижний предел (1 ) содержания ванадийсодержащей золы ТЭС в шихте установлен исходя иэ получения ощутимогоповышения качества феррованадия путеминтервал расплавления шихты, создать бла- увеличения в нем содержания ванадия игоприятные условия для более полного вос уменьшения вредных примесей марганца.становления ванадия из шихты в сплав и Верхний предел ограничен содержаниемповысить его содержание в металле. требований стандарта на готовый продукт,Экспериментально установлено, что При введении в шихту ванадийсодержащейэолы ТЭС с содержанием Ч 205 более 15 ои30 Р менее 0,15 оболее 8,5 повышается содержание фосфора в феррованадии болеепо существующей технологии без ее добав- норм, допустимых ГОСТ 27130 - 86 (болееки в шихту, Это объясняется тем, что в золе 0,1 Р),Нижний и верхний пределы остальных35 ингредиентов изобретения выбраны с .целью повышения качества феррованадия,снижения в продукте ванадия и вредныхпримесей марганца, фосфора, серы, углерода и других элементов, Данные по их опти 40 мизации представлены в табл.1.Техническая пятиакись ванадия выполняет функцию основного ванадийсодержащего компонента (80-85 оЧ 205) шихты.Верхний предел ограничен увеличением сеускоряют процесс восстановления оксидов 45 бестоимости феррованадия (более 3420руб./т), содержанием в нем ванадия более.45 о , нижний предел - минимальным содержанием ванадия в готовом продукте, Привведении в шихту Ч 205 менее 12 содержа 50 ние Ч 205 в феррованадии снижается менеенорм (менее 35 о ), предусмотренных ГОСТ27130 - 86,Металлоотсев является комплекснымжелезо-ванадийсодержащим компонентом55 (15-20 Ч 205 и 60-70 Ее) шихты,Верхний предел количества металлоот 1 т ванадия в ней составляет 2910 руб., а в сева в шихте ограничен повышенным содержанием в.нем марганца (до 7 оМпО) изашлакованностью. Наличие тугоплавкойферрованадия сравнительно чистой шлаковой фазы в металлоотсеве (20 - 50 )С целью повышения степени извлечения ванадия в целом в процесс выплавки феррованадия и ввиду повышенного содер жания Ч 205 9 - 18) оборотный шлак рафинировочного периода возвращается в электропечь на первый период очередной выплавки. Количество оборотного шлака. образующегося при выплавке феррована дия, зависит от технологических параметров плавки и массы шихтовых материалов,Выплавку феррованадия из заявляемой шихты можно осуществить по известной технологии его получения силикотермиче.;им способом на одном из предприятий,выпускающем ванадиевую продукцию.Ниже даны примеры получения феррованадия иэ заявляемой шихты, не исключающие других вариантов в объемеизобретения.В ферросплавном цехе Чусовского металлургического завода в электропечи М 1были проведены опытно-промышленныеиспытания по выплавке феррованадия изпредлагаемой шихты,Все компоненты предлагаемой шихтыперед подачей в электропечь для выплавкиферрованадия предварительно готовилиследующим образом.Конвертный ванадиевый шлак дробилина щековой дробилке до фракции не более80 мм.С целью оценки качества шлака и соответственно его химического состава установленным нормам (таблица 2) отбиралисреднюю пробу и определяли содержаниеЧ 205, фосфора, оксидов кальция, марганца,кремния и металловключений.Техническую пятиокись ванадия использовали плавленную в виде пластин (гранул) размером в поперечнике не более 75 мми с содержанием Ч 205 не менее 82 , афосфора не более 0,080 .После рассева отбирали металлоотсевфракцией 0 - 15 мм с зашлакованностью около 500 .Крупность кусков извести находилась впределах 5 - 55 мм,По технологии выплавки феррованидиядопускается содержание фракции ниже указанных пределов не более 10 ,В шихте использовали обожженную известь с содержанием СаО более 800 ифосфора менее 0,010 .Алюминий перед подачей в электропечьрасплавляли в подовой печи й гранулировали,Коксик подвергали предварительномурассеву и отбирали фракцию менее 5 мм.После предварительной подготовкишихтовые материалы загружали раздельнов дозировочный бункер и взвешивали. Издозировочного бункера компоненты шихтызагружали в поворотный бункер, установленный над электропечью, а из него череззавалочную воронку в электропечь. После расплавления шихты, получения металла с содержанием кремния менее 20 , производили слив рафинировочного (оборотного) шлака, а затем выпуск и разливку феррованадия.Примеры конкретного состава заявляемой шихты и основные показатели эффекТаблица Резупьтвтн исследований процесса внппаеки феррованадияс использованиен в основной шиите ванадийсодераащей золы с содершаниен у 0 и 52 и( 0,152 Опыт Расход шихтовых натериапов, нас,2 КонверТехнииескаяпятиокись.ванадия НетаяпоотФерресипнций заест Ванадий- содершащая зона ТЭС Обо ннй шпа Себестоииэсть,руб/тшииты Содершание Кок сик пениий Содер"ванневанадияе готовон продукте, В ннх прннесей вии, В терни запад феррован,01,03,0 15 3,0 2,0 тивности процесса выплавки феррованадия приведены в табл,1 (например, см,опыты 1,5:10,14),Как следует из табл.1, при введении в основную шихту ванадийсодержащей золы ТЭС с содержанием Ч 20515% и Р0,15% повысилось содержание ванадия в металле с 36,2% (опыт 1, по прототипу) до 44,5% (например, опыт 5 с использованием золы ТЭС) и снизилось соответственно содержание вредной примеси марганца с 4,3 до 3,1 оуз, что свидетельствует об улучшении качества феррованадия. При добавке в шихту золы ТЭС выплавлен феррованадий улучшенного.качества - марки ФВД 40 У 0,75. В качестве сравнения следует отметить, что при выплавке феррованадия без добавки в шихту золы ТЭС(по прототипу) получен феррованадий с повышенным содержанием марганца - марки ФВД 40 У 1,0.Введение в шихту ванадийсодержащей золы ТЭС (стоимость 1 т ванадия в золе - 2910 рублей) взамен эквивалентного по содержанию Ч 205 конвертерного ванадиевого шлака (стоимость 1 т ванадия в нем - 3520 рублей) позволило снизить себестоимость при выплавке металла на 17,1 руб./т шихты,Утилизация ванадийсодержащих отходов тепловых электростанций позволит не только получить дополнительно ванадиевую, но и сократить земельные площади под золо- и шламонакопители и улучшить экологическую ситуацию в районе ТЭС.Внедрение изобретения намечено на Чусовском металлургическом заводе, для его внедрения не требуется дополнительных капитальных затрат.При переработке 1000 т ванадийсодержащей золы ТЭС с содержанием 20% Ч 205 5 на Чусовском заводе на ванадиевую продукцию ожидаемый экономический эффект составит 344,9 тыс.руб. Формула изобретения 10 Шихта для получения феррованадия, содержащая техническую пятиокись ванадия, металлоотсев, конвертерный ванадиевый шлак, известь, ферросилиций, алюминий, коксик и оборотный шлак, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качестваметалла за счет увеличения в нем содержания пятиокиси ванадия, уменьшения примесей марганца и снижения его себестоимости без нарушения требований к 20 товарному продукту, она дополнительно содержит ванадийсодержащую золу с содержанием Ч 205 более 15% и Р менее 0,15% при следующем соотношении компонентов, мас.%:25 Техническая пятиокисьванадия 12,0-17,0 Металлоотсев 1,5-8,0 Конвертерный ванадиевыйшлак30 ИзвестьФерросилицийАлюминийКоксикВанадийсодержащая зола35 Оборотный шлак Показатели эффективности процесса енппаеки феррованадня10 1806215 Продолжение табл,1 Результаты исследований процесса выплавки феррованадияс нспользовзниен в основной винте ванадийсодерхацей аолм с содерввниен 4 оги 152 йа 152 е в а атаев евевгггетаатвеаветееааеаващеатее евтеева еа Расход аихтозмх натериапоз, нзс,г Показатели эффективности процесса выплавки феррованадия Опыт атее гавее е ее ватаевСодерканне вредных принесейферрованадии, 8е те е ватага атаев а Содеркание ванадия в гото вон продукте, Ф Длины" Кокний сик Техни" ческая пяти- окись ванадия Конвер"тернийеанедиевмйалак Известь Ванадийсодеркз"кая зола ТЭС Себестоихостьруо/твихтм Оборотныйила к Ферросилиций(75) ИетаплоотсевгВ е еваатее т а аяП р и н е ч а н и е. 0 графе 2 приведено снихение себестоинэсти при амппввке ферфвзнадил в результате ванев в внхтечасти конеертерного еанадиевого алака эквивалентзн по Т О колнчестеон ванадийсодервазей золы ТЭС. Таблица 2 Составитель А.ЯнковскаяРедактор З.Ходакова Техред М,Моргентал Корректор П,Гереши Заказ 967 Тираж Подписное , ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 У 5,018. 6,119 15,82 б 16,0г 15,Ъ22 15,523 15,224 15925 15,726 16027 15,528 15629 15730 6,031 5,832 15,733 15,534 15,635 15,936 15,837 16,1ЭВ . 16 О39 15 У40 1454 15,8 6,8 6,5 7,3 4,6 5,2 7,8 6,5 6,7 7,2 6,5 54 5,8 7,2 7,6 6,84,8, 4,8 5,2 6,Э 8,0 7,0 7,1 6 Э 5,5 5,0 У,З 8,4 5,2 7,4 5,0 6,5 9,2 6,8 5,5 5 О 6,6 6,5 5,1 8,7 7,3 92 10,5 9,0 7,2 6,0 10,2 10,5 6,8 5,5 6,5 30,0 32, О.38,0 45 О 47,О 34,2 Э 3,5 З 4,7 36,2 39,0 36,0 35,3 Э 4,8 34,7 З 4, 35,5 35,1 Э 5,55 35, 35,1 33,4 32,7.33,8 34,5 31 5 94 9,5 Я 5 9,4 9,3 6,0 7,0 90 10,0 12,0 9,8 9,8 9,5 94 9,0 9,2 9,Э 9,5 9,6 9,5 9,5 9,4 9,4 9,5 9,6 11 12 1,5 1,1 о,В 25 2,5 1,6 1,7 1,0 О, 0,5 1,5 2,5 3,0 1,6 1,0 1,3 12 1,5 1,2 1,2 1,0 2,2 0,6 0,6 0,4 0,5 0,5 0,7 0,6 0,5 0,6 0,5 0,6 0,6 0,5 0,5 0,4 0,1 0,4 0,55 0,7 1,0 0,6 0,6 0,5 0,6 0,6 6,5 4,2 1,5 1,0 1,0 5,8 5,0 5,3 1,5 1,8 6,3 66 У,О 3,1 4,5 4,3 Э,2 3,8 4,8 4,1 0,5 1,0 5 О 8,5 10,0 в е22,5 21,5 20,8 15,0 16,0 20,0 195 19,Э 19,6 18,2 9,5 19,3 187 75 191 19 б 20,2 19,5 19,2 19,0 216 21,5 21,3 го,4 168 е 22,2 е 4,3 е 5 1 е 3,4 3,4