Способ передела ванадиевых чугунов дуплекс-процессом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переделе ванадийсодержащих чугунов дуплекс-процессом в кислородных конвертерах.Известен способ переработки ва надиевых чугунов дуплекс-процессом в конвертерах с верхней кислородной продувкой с разделением процесса на период деванадации и период передела полупродукта в сталь 1 .ЭфФективность передела ванадиевых чугунов определяется как степенью перевода ванадия в шлак, так и теплосодержанием получаемого полупродукта, т.е. его температурой и содержанием в нем углерода. Максимальное удаление ванадия из расплава возможно при окислении угле-, рода до 2,5-2,8 и, температуре полупродуКта не выше 1400 С, однако в этом случае переработка полупродукта в сталь затруднена, посколь-. ку поступление тепла в ванну от окисления остаточного углерода недостаточно для создания условий шлакообразования и рафинирования металла. Дефицит тепла восполняется за счет повышенного угара железа, что снижает выход годного металла..ИЭвестен способ переработки чугунов, включающий продувку его кислородом и аргоном сверху с получени. ем низкоуглеродистой. стали 2 .Ограничение технологии продувкой передельных чугунов монопроцессом лишает этот способ универсальности, возможности переработки специальных чугунов с селективным извлечением элементов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки ванадиевых чугунов дуплекс-процессом, включающий заливку ванадиевого чугуна в конвертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в другой агрегат, продув ку полупродукта нейтральным газом Г 35 .Однако известный способ позволяет использовать рафинирующие воз можности продувки нейтральными газами только в сочетании с обработкой металла шлакообразующими смесями и не оказывает влияния на ход металлургических процессов в сталеплавильном агрегате, особенно при осуществлении первой стадии дуплекс-процесса, определяющей при переработке ванадиевых чугунов результаты передела в целом. Кроме того, дтносительно высока себестоимость стали, получаемой эти способом.Цель изобретения - снижение себестоимости стали за счет экономии. ферросплавов и увеличения выходажидкого металла, улучшение качества ванадиевого шлака.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу перера 5 ботни ванадиевых чугунов дуплекспроцессом ЧДК, включающему заливкуванадиевого чугуна в конвертер, продувку его кислородом сверху, перелив полученного полупродукта в дру гой агрегат, продувку его нейтральным газом, после продувки чугунакислородоМ его продувают нейтральнымгазом, а продувку полупродукта нейтральным газом чередуют с продувкойего кйслородом.Удельный расход кислорода напродувку ванадиевого чугуна устанавливают в пределах 5-7 мО/т, а продувку нейтральным газом ведут дозавершения процесса деванадации.При переделе полупродукта в высокоуглеродистую сталь удельныйрасход кислорода устанавливают впределах 8-12 м/т, а продувку нейтральным газом ведут до получениязаданного содержания углерода встали.При выплавке низкоуглеродистойстали полупродукт сначала продувают кислородом при удельном расходе 30 5-6 м /т, после чего в течение2-3 мин продувают нейтральным газом, затем вторично продувают кислородом при удельном расходе 610 мд/т и завершают процесс продувкой нейтральным газом до получения эаданного состава металла.На чертеже показано изменениетемпературы и химсостава металла и шлака при продувке на первойстадии передела ванадиевого чугу на дуплекс-процессом.Способ осуществляют следующимобразом.В соответствии с кинетикой окисления примесей чугуна потребность 45 в кислороде на первой стадии передела ванадиевых чугунов дуплекспроцессом практически обеспечивается эа первую половину временипродувки при расходе кислорода вколичестве 5-7 м/т в зависимостиот химического состава чугуна, когда,.в основном заканчивается окисление всех примесей, прежде всегонаиболее близких по сродству к кислороду. и после полного расплавления и растворения твердого окислителя (окалины) сформирован активный, с высоким содержанием окисловжелеза шлак, При расходе кислородаменее 5 м/т чугуна получают недостаточно активный шлак, при расходе, превышающем 7 м 3/т чугуна,возможны выбросы металла и получение полупродукта с заниженным содержанием углерода, что осложняет 65 дальнейшую его переработку.В конвертерной плавке условия прямого окисления углерода газо,образным кислородом отсутствуют. В некоторой степени это справедливо и для окисления ванадия, особенно при его низких концентрациях. За вторую половину времени продувки минимального содержания ванадия и оптимальной для последующего передела полученного пОлупродукта в сталь концентрации углерода Достигают эа счет высокого окис-; лительного потенциала шлака при интенсивном перемешивании ванны. Перемешивание ванны дутьем нейтраль ного газа обеспечивает нормальный ход окислительно-восстановительных реакций и получение товарного ванадиевого шлака с низким содержанием окислов железа.При переделе углеродистого полу.продукта в сталь (вторая стадия дуплекс-процесса) напряженный тепловой баланс плавки ограничивает .воэможность применения твердых окислителей. Поэтому для ускоренияпроцессов шлакообраэования также производят предварительную наводку шлака путем поднятия при кислородной продувке наконечника дутьевой фурмы до положения не ниже 1,8 м над уровнем спокойной ванны. Продувку ведут с расходом кислорода в пределах 8-12 м 3/т в зависимости от заданного содержания углерода в стали и завершают дутьем нейт" рального газа.При выплавке низкоуглеродистой стали продувка кислородом в количестве не менее 5 мЗ/т стали обеспечивает нормальную активность шлаа, При расходе кислорода выше 6 м /т ускоренное шлакообраэование при быстром нагреве ванны приводит к развитию бурной реакции обезуглероживания с возможными выбро сами металла и шлака. Для предотвращения выбросов в течение 2-3 мин производят продувку нейтральным газом, Продувка нейтральным газом обеспечивает стабилизацию состояния ванны при длительности не менее 2 мин. Продувка более 3 мин может привести к переохлаждению металла и увеличению продолжительностью плавки. При повторной продувке кислородом возможно снижение активности шлака с замедлением процессов межфазного взаимодействия. Во избежание образования сухого" неактивного шлака производят новторную продувку кислородом при расходе его в пределах 6-10 м/т в зависимости от заданного содержания углерода и нейтральным газом до получения заданных параметров плавки.Таким образом, верхним кислородным дутьем обеспечивают ускоренное10 нее 300 ьм не обеспечивает достаный шлак и с более высоким, чемпри известном способе, содержаниемуглерода полупродукт. При продувкеполупродукта в сталь, благодаря З 5 стабилизации температурного и шлакового режимов, резко снижаются выносы и выбросы, уменьшается окис.ленность шлака, что приводитк увеличению выхода годной стали, улучшаются процессы обессеривания и обесфосфорирования. Уменьшение окисленности шлака и металла способствует снижению удельного расхода ферросплавов .П р и м е р 1. В 160-тонный 45 конвертер заливают ванадиевый чугун следующего состава, Ъ; С 4,04,6 81 0,40-0,45, Т 1 0,18-0,24,Мп 0,23-0,30, Я 0,17-0,23, О 0,0220,036; Р 0,06-0,10. После присад 50 60-70 кг/т в течение 2-3 мин ведут продувку кислородом сверху пятисопловой фурмой с интенсивностью дутья 250-400 .м/мин при рас стоянии сопел от уровня спокойной ванны 2,0-2,5 м, затем этой же фурмой, погруженной .в шлако-металлический расплав на 300-400 мм, осуществляют продувку аргоном.Получают товарный ванадийсодержащий шлак и углеродистый полупродукт. Полупродукт сливают в ковш и подают к другому конвертеру для передела его в сталь, шлак подается для подготовки его к отгрузке 65 15 20 25 ЗО образование активного шлака, чтовозможно при положении наконечника фурмы над уровнем спокойнойванны не мЕнее 1,8 м. Верхней продувкой нейтральным газом достигают оптимальной интенсивности перемешивания ванны при погружениинаконечника фурмы в шлако-металлический расплав на глубину 300600 мм. Погружение на глубину меточной интенсивности перемешивания, а продувка с погружением фурмы ниже 600 мм приводит к сильному бурлению ванны и увеличению износа футеровки конвертера.Мягкой кислородной продувкой сверху обеспечивают образование активного жидкоподвижного шлака, что способствует снижению выносов, а последующей продувкой нейтральным газом - благоприятные условия протекания окислительно-восстановительных и рафинировочных процессов за счет повышенного содержания окислов железа при интенсивном перемешивании ванны, Благодаря снижению температуры ванны при продувке чугуна нейтральным газом увеличивается степень окисления ванадия. В результате получают обогащенный по пятиокиси ванадия товарки на чугун окалины в количестве потребителям. Полученный на пер 103836410 вой стадии передела углеродистыйполупродукт заливают в конвертер,на него присаживают шлакообраэующие материалы марганцевая руда,известь, доломит, плавиковый шпат)и продувают кислородом в течение4-5 мин с интенсивностью дутья300-400 м /мин. Эатем переходят на5продувку нейтральным газом до получения углерода в металле перед рас,кислением 0,60-0,65%,П р и м е р 2. Продувку чугунав начале первой стадии передела осуществляют четырехсопловой фурмойсверху кислородом, а затем до крнца первой стадии передела переходят на донное дутье аргоном. На второй стадии передела углеродистый полупродукт после 4-5 мин обработки верхним кислородным дутьем продувают в течение 2-3 мин аргоном снизу, затем после 2-3 мин повторной кислородной продувки снова включают донное дутье аргоном на 1-4 мин. Содержание углерода в металле перед раскислением получают в пределах 0,08-0,12.В таблице приведены результаты переделаванадиевых чугунов комбинированной продувкой кислородом и аргоном в сравнении с известным способом.(О1 Ч Ю о 1 Ло Ю о 1 Ч ьь о 1 11 1Х 1ЙФО 1 Оо аахОфир СОз Дб НИИПИ каз 6145/26 Тираж 568 Подписноеная 4 иал ППП Патент , г. Ужгород, ул, Проект Как видно из, таблицы, при осуществлении предлагаемого способа в сравнении с известным снижается продолжительность продувки как на первой, так и на второй стадии пере дела, увеличивается содержание в полупродукте углерода и других элементов-теплоносителей (Мп, Ь 1, Т 1) при снижении остаточного содержания ванадия, повышается содержание пятиокиси ванадия в шлаке,. снижается содержание окислов железа в вциках на обеих стадиях передела.Такие изменения результативных параметров технологии позволяют увеличить производительность конвер" терон, выход годной стали за счет уменьшения потерь металла с выносами и шлаком, повысить степень извлечения ванадия из чугуна в шлак и получить более богатые по содержанию пятиокиси ванадия товарные шлаки ф улучшить качество сТали за счет снижения в ней содержания серы н фосфораснизить окисленность металла и шлака и за счет этого 1 О уменьшить удельный расход ферросплавов.Ожидаемый зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа по сравнению с базовым состанляет не менее 1500 тыс, руб. в годРО