Способ выплавки чугуна из титаномагнетитовых руд в доменной печи

 

Ikgypggg

Яфю Яффу() " Ем

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ь )

CO

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5043312/02 (22) 25.05.92 (46) 15.10.93 Бюл. % 37 — 38 (71) Акционерное общество Чусовский металлургический завод" (72) Гаврилюк Г.Г„Леконцев 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 ком(is) КЦ (и) 2001111 11 (51) 5 С21В 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 — 3,096 и обратно пропорционально расход природного газа на 05—

1,5% по отношению к дутью на период 0,3 — 0,7 времени проплавления шихты в печи.

2001111

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству в доменных печах природнолегированного ванадием чугуна из титаномагнетитовых руд

Известен 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- 20 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 основность шлака. Недостатком данного способа является то, что в нем отсутствует механизм регулирования основности шлака в зависи- 35 мости ог значения коэффициента распределения титана.

Технический результат достигается улучшением свойств шлака и качества чугуна, снижением удельного расхода кокса из- 40 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 яв- 50

1 О2 ляется отношение —, где TiOz — содерTI жание оксида титача в шлаке (), Tl— содержание титана в чугуне (). Сущность способа раскрывается при рассмотрении 55 физико-химической природы восстановления титана в доменной печи. При чреэмерном восстановлении TIOz возрастает количество образовавшихся карбидов и нитридов титана, которые, находясь во взвешенном состоянии, ухудшают жидкоподвижность шлаков, приводят к образованию настылей и к зарастанию горна. В этом случае доля двуокиси титана в шлаке снижаTi Oz ется и отношение по мере развития процесса восстановления двуокиси титана уменьшается. В противном случае, то есть когда процесс восстановления двуокиси тиTIOz тана затормаживается, отношение увеличивается, что, в свою очередь, свидетельствует о снижении образования карбидов и нитридов титана, которые влияют на свойства шлаков, в том числе на степень извлечения ванадия, Полностью нейтрализовать реакцию восстановления титана невозможно в силу термодинамических условий в печи, но можно достигнуть определенных границ ее развития и, оптимальной величины отношения

Т1 02, при котором будут получены благоприятные для печи шлаки и ее тепловое состояние и качество чугуна. Оптимальное отношение установлено в зависимости от выхода шлака согласно прототипа

= 43,1 — 0,023Q

Ti где 0 — выход шлака, кг/т чугуна.

Разность между текущим значением отTiOz ношения . и расчетным отношением (оптимальным) составляет ту величину, на которую следует произвести корректирующие воздействия, чтобы оптимизировать процесс доменной плавки.

Путем обработки экспериментальных данных получены зависимости между регулирующими воздействиями и отношением

TIOz/Ti. Установлены также пределы изменения регулирующих воздействия..Так, при изменении указанного отношения на единицу, изменяют пропорционально расход кокса в подаче на 1,65-3,0 . Данные пределы зависят от степени использования газа и удельного расхода кокса. Величина корректировки рассчитывается по формуле:

ЛК=0,005 К, где K — удельный расход кокса, кг/т чугуна;

ЛК вЂ” изменение расхода кокса в подаче, $ (при изменении отношения TIOz/Tl на единицу), Таким образом, корректировка отношения TIOz/Т1, предполагает изменение расхода кокса в подаче теплового состояния печи. Для повышения быстродействия регулирования одновременно с изменением

2001111 расхода 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 рассчитываются з по формуле

ЬП = 1,7 — 0,12 П, где П вЂ” расход природного газа, м /т чугуна; э

Л П вЂ” изменение расхода природного газа к дутью, в (при изменении отношения Т!02/Tl 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.

Пример 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. Расход з кокса 350 кг/т, выход шлака 300 кг/т чугуна, Состав чугуна на выпуске, :

Si Мп S Р V Сг Ti С

0,30 0,21 0,024 0,04 0,44 0,11 0,24 4,38

Состав шлака, ;

SiOz А!.>Оз СаО MgO Т!Ог VzOg CaO/SiO

30,5 16,0 31,2 9,2 8,4 0,43 1,02

Получено отношение TIOz/Т! = p 24

8 04

= 33,5

Оптимальное TiOz/Tl = 43,1 — 0,023 350

= 35,05

Отклонение составляет (-1,55). Согласно рекомендациям, уменьшаем величину коксовой подачи на 1,65 х 1,55 = 2,55 или 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 х 1.55 = 0,777ь.

В результате на выпуске получаем оптимальное отношение TIOz/Ti и снижения содержания серы на 0,002 (абс).

Пример 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 20м /т чугуна, температура дутья 800 C.

Состав чугуна на выпуске, :

Si Mn S P V Ti С

0,60 0,25 0,035 0,045 0,51 0,23 4,45

Состав шлака. :

SiOz А!20э СаО MgO Т!02 VzOs СаО/SIOz

30.6 15,4 31,8 9,7 8,0 0,51 1,07

Текущее значение отношения Т!Ор/Ti 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 x

1,75=2.6% на период4ч(время пребывания

5,5 ч).

После принятия технологических мер на выпуске получено изменение отношения

TiOz/Ti 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 СССР

M 1696478, кл. С 21 В 5/02, 1991, Сб. "Проблемы ванадия в черной металлургии", М., 1966, с, 36.

Положительное решение по заявке N

4481863/02. 1988.

2001111

Составитель Г. Гаврилюк

Техред М.Моргентал Корректор О,Кравцова

Редактор

Заказ 3112

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫП/\АВКИ ЧУГУНА ИЗ ТИТАНОМАГНЕТИТОВЫХ 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 распреде5 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,