Спосіб виплавки титанових шлаків

Спосіб виплавки титанових шлаків, який включає завантаження залізо-титанового концентрату та вуглецевмісного відновника в руднотермічну піч, відновлювальну плавку, довідновлювання шлаку дозованою подачею вуглецевмісного відновника, відстоювання розплаву та випуск продуктів плавки, який відрізняється тим, що подачу відновника при довідновлюванні шлаку здійснюють безпосередньо під кожен електрод руднотермічної печі асинхронно з інтервалом 0,5-2,5 хвилин у кількості 5-25 кг. (19) (21) u200509051 (22) 26.09.2005 (24) 17.04.2006 (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Давидов Сергій Іванович, Кравцов Анатолій Іванович, Лиходід Іван Іванович, Степаніщева Діна Фатиховна, Теслевич Сергій Михайлович, Телін Владислав Володимирович, Шварцман Леонід Якович, Шкурін Борис Миколайович (73) КАЗЕННЕ ПІДПРИЄМСТВО "ЗАПОРІЗЬКИЙ ТИТАНО-МАГНІЄВИЙ КОМБІНАТ" 3 13628 4 включає завантаження залізо-титанового концентбуде менше 0,5 хвилин, знизиться ефективність рату та вуглецевмісного відновника в руднотермівикористання відновника і збільшиться тривалість чну піч, відновлювальну плавку, довідновлювання довідновлювання. При збільшенні інтервалу подашлаку дозованою подачею вуглецевмісного відночі більше 2,5 хвилин збільшується тривалість провника, відстоювання розплаву і випуск продуктів цесу довідновлювання, що приводе до додаткової плавки, новим, відповідно до технічного рішення, є витрати електроенергії. те, що подачу відновника при довідновлюванні Кількість відновника менше 5кг є недостатшлаку здійснюють безпосередньо під кожен елекньою для ефективного відновлення оксидів заліза, трод руднотермічної печі асинхронно з інтервалом що знижує ступінь відновлення, негативно впливає 0,5-2,5 хвилин у кількості 5-25кг. на тривалість відновлення, збільшує тривалість Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю усієї плавки. Якщо порція відновника буде пересуттєвих ознак способу та технічним результатом, вищувати 25кг, то можливе виділення великої кільякий досягається, полягає в тому, що сукупність кості реакційних газів, що приведе до "кипіння" ознак, яка заявляється, а саме: шлаку, а отже, і до збільшення тривалості плавки, - подача відновника при довідновлюванні шладо додаткової витрати електроенергії. ку здійснюється безпосередньо під кожен електТаким чином, спосіб виплавки титанових шларод руднотермічної печі; ків, який заявляється, дозволяє оптимізувати умо- подача відновника здійснюється асинхронно; ви відновлювальної плавки, скоротити тривалість - оптимізація інтервалу часу подачі відновника; процесу довідновлювання та підвищити ефектив- оптимізація кількості подаваного відновника; ність поділу продуктів плавки. - в сукупності з відомими ознаками забезпечує Промислова придатність корисної моделі, яка скорочення тривалості процесу довідновлювання і заявляється, підтверджується можливістю здійспідвищення ефективності поділу продуктів плавки. нення способу виплавки титанових шлаків на віЦе пояснюється наступним. домому устаткуванні з використанням відомих сиПодача вуглецевмісного відновника безпосеровинних матеріалів. редньо під кожен електрод асинхронно при режиСпосіб здійснюється таким чином. мах, які заявляються, збільшує повноту протікання Виплавку титанового шлаку проводять у рудреакцій відновлення оксидів заліза та титану, нотермічній печі. Використовують титановий консприяє формуванню шлаку необхідної кінцевої центрат наступних сполук: ТіО2 - 63-66%, FeO - 20сполуки. Це відбувається завдяки тому, що при 25%, SiO2 - 1-2%, Аl2O3 - 2-4%, CaO - 0,3-1%, MgO здійсненні способу, який заявляється, забезпечу- 0,3-1%, Mn - 0,8-1,2%, V2O5 - 0,1-0,6%, Сr2О3 ється підтримка в розплаві постійної концентрації 0,8-1,5, Р2O5 - 0,1-0,3% і вуглецевмісний відновник вуглецевмісного відновника, знижується імовір(антрацит, коксовий дріб'язок, кам'яне вугілля) із ність утворення флуктуацій відновника в розплаві, змістом вуглецю 70-95%. а також "вигоряння" вуглецю. При цьому відбуваВиплавка титанового шлаку включає наступні ється краще перемішування та усереднення розпстадії: лаву, швидше протікає процес відновлення по - приготування шихти змішуванням титанового всьому обсягу печі, що дозволяє прискорити довіконцентрату та вуглецевмісного відновника; дновлювання шлаку, підвищити ефективність ви- завантаження шихти в руднотермічну піч; користання відновника і знизити його втрати. Крім - розплавлювання шихти з частковим відновтого, прискорення стадії довідновлювання сприяє ленням оксидів заліза; зниженню температури розплаву, при цьому зни- довідновлювання розплаву до необхідного жується ступінь утворення нижчих оксидів титану, вмісту FeO; а, отже, в'язкості розплаву. Зниження в'язкості - відстоювання і випуск продуктів плавки. розплаву сприяє кращому протіканню процесів Шихту для плавки готують відомим способом з відновлення і подальшого відстоювання продуктів розрахунку вмісту в ній вуглецю 6-10% в залежнореакції. сті від стану гарнісажу печі. Шихту завантажують у За умов збереження тривалості всієї плавки, міжелектродний простір руднотермічної печі при час, зекономлений на стадії довідновлювання, включених електродах. Після розплавлювання використовують при відстоюванні та прогріванні шихти та завершення основних процесів відновшлаку. Це забезпечить більш повний поділ продулення із стабілізацією змісту FeO у розплаві, який ктів плавки і підвищить ефективність прогріву шлавстановлюють за аналізом проб на FeO, починаку, що необхідно при випуску продуктів плавки, не ють довідновлювання шлаку. Довідновлювання збільшуючи при цьому витрат електроенергії. Крім здійснюють дозованою подачею відновника асинтого, в окремих випадках скорочення тривалості хронно під кожен електрод відповідно до режимів, стадії довідновлювання дозволить скоротити триякі заявляються. валість усієї відновлювальної плавки, що забезпеРежим довідновлювання вибирають за харакчить економію електроенергії. тером ходу плавки та стану ванни розплаву. КільЕкспериментально встановлено, що оптимакість відновника, який подають, визначається за льним режимом подачі вуглецевмісного відновнивмістом FeO у розплаві: чим нижче вміст FeO, тим ка в процесі довідновлювання шлаку є інтервал менше кількість відновника. Інтервал завантаженчасу асинхронної подачі 0,5-2,5 хвилини, а кільня відновника визначається по в'язкості розплаву; кість подаваного відновник 5-25кг, що є необхідпри підвищенні в'язкості розплаву, який виявляними та достатніми для досягнення необхідного ється по "кипінню" розплаву, інтервал збільшують. ефекту. По ходу довідновлювання кожні півгодини відПри цьому, якщо інтервал подачі відновника бирають проби для аналізу на FeO та довідновлю 5 13628 6 вання ведуть до досягнення в розплаві необхідної ку на стадії довідновлювання при однаковій кількількості FeO. кості відновника за одну подачу змінювали інтерПісля завершення довідновлювання розплав вал часу подачі від 0,2 до 3,5 хвилин (приклади 1прогрівають, відстоюють для повного поділу шлаку 5). Кращі показники, які характеризують плавку, та чавуна, а потім випускають продукти плавки в були отримані при інтервалі подачі відновника 0,5каскад виливниць шлаковоза. Тривалість плавки 2,5 хвилин (приклади 2-4). складає 6,5-7 годин, витрата електроенергії - 26Показники, які характеризують плавку, при якій 28МВт. довідновлювання здійснюють з постійним інтерваСклад виплавленого шлаку: ТіО2 - 84-86%, лом часу подачі відновника при кількості відновниFeO - 5-7%, SiO2 - 1-3%, Al2O3 - 2-4%, CaO - 0,3ка за одну подачу від 2 до 35кг, наведені в прикла1%, MgO - 0,3-1%, Mn - 0,8-1,2%, V2O5 - 0,1-0,6%, дах 6-10. Кращі показники отримані при подачі Сr2О3 - 0,8-1,5, Р2O5 - 0,1-0,3%. відновника в кількості 5-25кг (приклади 7-9). Дослідно-промислові випробування способу З аналізу результатів дослідних плавок видно, виплавки титанових шлаків, який заявляється, що найкращі показники (тривалість стадії довіднопроведені на руднотермічній печі потужністю влювання, якість шлаку, видобування ТіО2 з кон5МВт. Результати серії відновлювальних руднотецентратів шлаку) отримані при проведенні процесу рмічних електроплавок наведені в таблиці. до відновлювання дозованою асинхронною подаУ руднотермічну піч завантажували розрахунчею вуглецевмісного відновника безпосередньо кову кількість концентрату та 60-75% від розрахунпід кожен електрод руднотермічної печі з інтервакової кількості вуглецевмісного відновника. лом 0,5-2,5 хвилин у кількості 5-25кг. На стадії довідновлювання здійснювали подаТаким чином, спосіб виплавки титанових шлачу іншого вуглецевмісного відновника безпосередків, який заявляється, дозволяє оптимізувати відньо під кожен електрод асинхронно відповідно до новлювальну плавку, скоротити тривалість процережимів, які заявляються (приклади 1-10), та на су довідновлювання та підвищити ефективність поверхню розплаву (приклад 11 за прототипом). поділу продуктів плавки. При здійсненні способу виплавки титанового шлаТаблиця Завантажено концент- Спосіб подачі Інтервал Кількість Видобування Отримано шлаку Тривалість стадії рату № відновника на часу відновника ТіО2 з кондовідновлювання, з/р Кількість, Вміст Маса стадії довіднов- подачі, за одну Кількість, Вміст Маса центрату в хв. лювання хв. подачу, кг. т TiO2, % TiO2, т т ТіО2, % TiО2, т шлак, % 1. 20 65,5 13,1 0,2 10 130 14,4 86,3 12,43 94,89 2. 20 65,5 13,1 0,5 10 108 14,9 84,4 12,58 96,03 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 20 20 20 20 20 20 20 65,5 65,5 65,5 65,5 65,5 65,5 65,5 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 13,1 1,5 2,5 3,5 1,0 1,0 1,0 1,0 10 10 10 2 5 10 25 92 100 124 143 121 96 118 14,9 14,8 14,5 14,8 14,3 14,9 14,5 85,2 86,7 85,6 83,6 87,4 85,3 57,1 12,69 12,48 12,41 12,37 12,50 12,71 12,63 96,87 95,27 94,73 94,43 95,42 97,02 96,41 10. 20 65,5 13,1 1,0 35 129 14,7 84,6 12,44 94,96 11. 20 65,5 13,1 5,0 30 132 14,7 84,2 12,38 94,53 асинхронно під кожний електрод на поверхню розплаву Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Примітка сильне "кипіння" розплаву рівний хід плавки -"-"-"-"рідкі "кипи" -"-"-"-"-"-"-"-"сильне "кипіння" розплаву періодичні відключення електродів Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601