Спосіб одержання титанових шлаків

Спосіб одержання титанових шлаків, який включає плавлення та відновлення шихти, що складається з залізотитанового концентрату та вуглецевмісного відновника, з одержанням титанового шлаку та чавуну, наступне довідновлення титанового шлаку вуглецевмісним відновником без розгерметизації ванни печі, який відрізняється тим, що на стадії довідновлення титанового шлаку в розплав одночасно з вуглецевмісним відновником подають залізотитановий концентрат. (19) (21) 2002075509 (22) 04.07.2002 (24) 15.11.2004 (46) 15.11.2004, Бюл. № 11, 2004 р. (72) Шкурін Борис Миколайович, Кравцов Анатолій Іванович, Телін Владислав Володимирович, Давидов Сергій Іванович, Степаніщева Діна Фатихівна, Лиходід Іван Іванович, Кіпріч Ігор Миколайович, Ткаленко Володимир Олександрович, Сидоренко Сергій Андрійович (73) ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ТА ПРОЕКТНИЙ ІНСТИТУТ ТИТАНУ, КАЗЕНЕ ПІДПРИЄМСТВО "ЗАПОРІЗЬКИЙ ТИТАНОМАГНІЄВИЙ КОМБІН АТ" 3 71047 4 Таким чином, високий вміст у титановому Після проплавлення, відновлення шихти та шлаку нижчих оксидів титану приводить до підвистабілізації в розплаві вмісту FeO (~ 12-15%) прощення енергоємкості процесу та підвищеним виводять довідновлення шлаку. Для цього в міжелетратам відновника. ктродний простір на дзеркало розплаву подають Винахід вирішує задачу зниження витрат вугчастину вуглецьвмісного відновника та концентралецьвмісного відновника та електроенергії на виту, що залишилася. Подачу здійснюють з заданою плавку шлаку шляхом скорочення тривалості плашвидкістю за допомогою механізірованої лінії повки, зменшення в'язкості та температури розплаву дачі без розгерметизації печі. Потім виконують за рахунок зниження вмісту в шлаку нижчих оксивідбір проб шлаку на вміст FeO. У випадку передів титану. вищення нормативного значення FeO склад шлаку Поставлена задача досягається тим, що в вікоректують додатковою подачею вуглецьвмісного домому способі одержання титанових шлаків, який відновника. За досягненням у шлаку потрібної ківключає плавлення та відновлення шихти, що лькості FeO процес подачі вуглецьвмісного відноскладається із залізо-титанового концентрату та вника припиняють. Розплав прогрівають і відстовуглецьвмісного відновника, з одержанням титаюють на протязі 20-30 хвилин до повного нового шлаку та чавуну, довідновлення титанового розділення шлаку та чавун у, потім випускають шлаку вуглецьвмісним відновником без розгермепродукти плавки з печі. тизації ванни печі, згідно з винаходом, на стадії Приклад 1 (прототип). довідновлення титанового шлаку в розплав одноВиплавку титанового шлаку виконали на прочасно з вуглецьвмісним відновником подають залімисловій руднотермічній печі потужністю 5,0 МВт, зо-титановий концентрат. яка працює в комбінованому та закритому режиОдночасна подача в розплав вуглецьвмісного мах. відновника та концентрату на стадії довідновлення Кількість вуглецьвмісного відновникашлаку, як виявилось, приводить до підвищення антрациту, яка потрібна для виплавки титанового швидкості відновлення оксиду заліза. Як видно, в шлаку, визначали розрахунком: при повному завацьому випадку процес відновлення оксиду заліза нтаженню печі на 20 τ концентрату для виплавки протікає в твердій фазі до розплавлення шихти, де шлаку з вмістом FeO - 6% потрібно 2,6-2,65 τ аншвидкість реакції в декілька раз вище, чим при трациту. З ши хтою використали 1,75 τ антрациту. взаємодії в розплаві. Диоксид титану при цих темШихту для плавки готовили шляхом дозування по пературах не відновлюється до низчих оксидів черзі шарів концентрату та антрациту та завантатитану. На момент довідновлення розплав у печі жували в кюбель порціями по 2,0 τ і 0,175 τ відпоскладається з титанового шлаку (до 1-15 % FeO и відно. Одержану шихту завантажили в міжелектдо 20% ТіО2) та чавуну. Уведення в розплав разом родний простір РТП при ввімкнених електродах. з вуглецьвмісним відновником залізотитанового Після розплавлення шихти та завершення процеконцентрату змінює хімізм процесів, що протікасів відновлення (витрата електроенергії 16-17 ють: вуглець витрачається тільки на відновлення МВт) відібрали проби шлаку для визначення вмісоксидів заліза, а нижчі хлориди титану, що присутту в розплаві FeO. При вмісту в розплаві FeO 12% ні в розплаві, вступають у взаємодію з оксидом провели довідновлення шлаку. Для цього, за дозаліза, який міститься у концентраті. помогою механізованої лінії подачі, на дзеркало Реакції енергетично вигідні, не потребують зарозплаву, в міжелектродний простір, без розгертрат енергії та протікають з виділенням тепла. Пеметизації ванни печі почали подачу антрациту. ретворення тугоплавких нижчих оксидів титану в При досягненні в шлакі вмісту FeO ~ 6% подачу диоксид титану визволяє значну кількість тепла та антрациту припинили. Кількість витраченого в знижує температуру розплаву шлаку з 1600процесі довідновлення антрациту склала 0,86 т. 1800°С до 1500-1600°С. Це дає можливість скороРозплав прогріли, здійснили витримку на протязі тити витрати електроенергії на розплавленім шла25 хв., а потім продукти плавки випустили в каскад ку та підтримку розплаву в рідкотекучому стані. виливниць. Зниження вмісту нижчих оксидів титану в шлаку Результати плавки наведені в таблиці. також сприяє суттєвому зменшенню його в'язкості, Приклад 2 (спосіб, що заявляється). завдяки чому імовірність "кипіння" розплаву зниВиплавку титанового шлаку виконали на прожується. Таким чином, уведення вуглецьвмісного мисловій РТП потужністю 5,0 МВт, яка працює в відновника та залізо-титанового концентрату в комбінованому та закритому режимі. розплав шлаку при його довідновленні скорочує В кюбель по черзі завантажили шар конценттривалість плавки, затрати електроенергії, витрати рату порціями по 2,0 т, шар антрациту порціями відновника, знижує температуру та в'язкість роз0,175 τ і одержану ши хту завантажили в міжелектплаву. родний простір герметичної РТП при увімкнених Спосіб здійснюється таким чином. електродах. Всього завантажили 12,5 τ концентраПопередньо розраховують кількість вуглецьвту та 1,093 τ вуглецьвмісного відновника - антрамісного відновника та залізо-титанового концентциту. Після розплавлення шихти та завершення рату, які потрібні для повного завантаження печі. основних процесів відновлення (витрати електроЧастину концентрату та вуглецьвмісного відновниенергії 8,3 МВт) почали відбір проб шлаку для вика використовують для приготування шихти шлязначення вмісту FeO. При вмісту в розплаві ~ 12 % хом їх дозування в кюбель по черзі. Шихту з кюбеFeO провели довідновлення шлаку. Для цього, за ля завантажують в міжелектродний простір допомогою механізованої лінії подачі, на дзеркало герметичної руднотермічної печі (РТП) з електророзплаву в міжелектродний простір, без розгермедами, які увімкнуті. тизації ванни печі почали подачу 7,5 τ концентрату 5 71047 6 та 0,85 τ антрациту. Після завершення подачі кільливниць. кості сировини, визначеної розрахунком, відібрали Результати плавки наведені в таблиці. проби шлаку для визначення концентрації FeO в Приклад 3. розплаві (концентрація FeO складала 6,84 %), пісСпосіб здійснили за прикладом №2 при настуля цього провели коректування складу розплаву пному завантаженні сировини по стадіях процесу: шляхом подачі додаткової кількості антрациту. За - в ши хту 10 τ концентрату + досягненням вмісту FeO в шлакі 6% подачу антра0,875 τ антрациту циту припинили. Кількість витраченого антрациту - на відновлення 10 τ концентрату + 0,92 τ склала 0,9 т. Потім розплав прогріли на протязі 20 антрациту хвилин і продукти плавки випустили в каскад виРезультати плавки наведені в таблиці. Таблиця Прототип Показники Спосіб, що заявляється №1 1. Початкова кількість сировини, яку завантажили в РТП, т: - концентрат - вуглецьвмісний відновник 2. Кількість сировини, яку завантажили в РТП при довідновленні, т: - концентрат - вуглецьвмісний відновник 3. Загальні витрати сировини на плавку, т: - концентрат - вуглецьвмісний відновник 4. Температура розплаву, °С 5. Склад шлаку, % мас: - FeO - Ті2 О3 - ТiO 2 6. Витрати електроенергії на плавку, тис.кВт×ч 7. Тривалість плавки, год. 8. Кількість одержаного шлаку, т Таким чином, як видно з таблиці, використання способу, що заявляється, дозволить знизити витрати вуглецьвмісного відновника (поз.3 табли №2 №3 20,0 1,750 12,5 1,093 10,0 0,875 0,860 7,5 0,900 10,0 0,920 20,0 2,610 1700 20,0 1,993 1580 20,0 1,795 1520 6,13. 32,8 59,93 25,1 5,72 14,3 6,11 15,06 77,66 19,1 4,35 14,5 6,07 9,27 83,54 17,4 3,96 14,6 ці) і енерговитрати на виплавку шлаку (поз.6 таблиці). . Комп’ютерна в ерстка А. Крулевский Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601