[0001] Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Vanadinschlacke durch
Eingießen von Vanadinroheisen in einen Konverter, Zusetzen von Flußmittelkomponenten,
Verblasen des genannten Roheisens mit gasförmigem Oxidationsmittel unter Erzeugung
von Stahl und Vanadinschlacke.
[0002] Vanadinschlacke, die bei Oxidation vanadinhaitiger Roheisen in Konvertern oder in
anderen Aggregaten entsteht, ist ein Ausgangsprodukt für die Herstellung von Vanadinpentoxid,
das vorwiegend für die Gewinnung von Ferrovanadin und anderen an Vanadia reichen Legierungen
eingesetzt wird.
[0003] In der letzten Zeit hat sich der Anteil der Vanadinschlacke bedeutend vergrößert,
die unmittelbar für die Herstellung von mit Vanadin legierten Metallen, wie Gußeisen,
Stahl und Legierungen, eingesetzt wird.
[0004] An die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Vanadinschlacke werden in
Abhängigkeit von deren Zweckbestimmung besondere Anforderungen an die Schlacken gestellt,
die für die Weiterverarbeitung zu Vanadinpentoxid angewandt werden, bei der für jede
Komponente der Schlacke (abhängig von dem angenommenen Verarbeitungsschema) bestimmte
optimale Konzentrationsbereiche bestehen.
[0005] In der UdSSR ist eine Technologie der Herstellung verschiedener Mischungen der Vanadinschlacke
in Konvertern mit Unterwind und Sauerstoffblasen, mit Sauerstoffaufblasen und kombiniertem
Gebläsewind entwickelt und industriell nutzbar gemacht worden (SU-A-316 727, SU-A-531
861, SU-A-589 258).
[0006] Die dabei erhaltene Schlacke enthält, in Masse-%:
Beimengungen (MgO, A)
20
3, R
20) Rest (N.P. Lyakishev und andere, Vanadin in der Schwarzmetallurgie, Verlag "Metallurgia",
1983, S. 36).
[0007] Diese Mischung ist jedoch unbrauchbar. Die Notwendigkeit ihrer Änderung wird unter
anderem durch Erhöhung der Konzentration an Vandin-, Calcium-, Mangan- und anderen
Oxiden hervorgerufen. Unter diesen Bedingungen ist es erforderlich, die Zusammensetzung
der Vanadinschlacke zwecks Erreichung höherer Kennziffern der Ausbringung von Vanadin
zu optimieren.
[0008] Ein pyrometallurgisches Verfahren zur Ausbringung des Vanadins aus den Titanomagnetiterzen,
das die Vanadinschlackenbildung in Konvertern vorsieht, ist auch aus China bekannt
(Sokolova K. N., Proizvodstvo i potreblenie vanadia za rubezhom, Bulletin des Inst
ituts "Chermetinformatsia", 1981, Heft 10, (894), S. 3 - 15). Die Vandinschlacke, die,
in Masse-%, 10 - 15 V
20s, 35 . 45 FeO, 8 - 13,5 Ti02, 7,6 - 35,4 Si0
2, 2,7 - 5,7 MnO, 0,9 - 1,5 CaO enthält und aus Roheisensorten erhalten ist, die, in
Masse-%, 4,5 C, 0,37 V, 0,2 Si, 0,21 Mn, 0,05 P, 0,05 S, 0,12 Ti aufweisen, ist jedoch
äußerst arm an Vanadin, und ihre Weiterverarbeitung ist mit einem bedeutenden Verbrauch
an Reagenzien verbunden.
[0009] Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Vanadinschlacke durch Sauerstoffaufblasen
in Rüttelpfannen von Roheisen, die, in Masse-%, 3,95 C, 1,10 V, 0,24 Si, 0,22 Ti,
0,22 Mn, 0,08 P, 0,087 S, 0,29 Cr, 0,04 Cu, 0,4 Ni aufweisen. Die erhaltene Vanadinschlacke
enthält, in Masse-%:
(Journal of the Iron and Steel Inst., April, 1970, S. 340).
[0010] Auch diese Zusensetzung der Schlacke ist jedoch offensichtlich nicht ideal für die
Gewinnung von Vanadinpentoxid; die Temperaturbedingungen bei seiner Herstellung (in
einem Bereich von 1180 bis 1270°C) erlauben es nicht, ausreichend große (über 50 µm)
Spinellidkörner in der Schlacke zu bekommen, die sich gut beim oxydierenden Rösten
der Schlakke aufschließen.
[0011] Die Hauptkennziffer der Verfahren zum Frischen vanadinhaftiger Roheisen unter Entstehung
von Vanadinschlacke ist der Grad der Ausbringung von Vanadin in die Schlacke, der
sich aus der relativen Menge an Vanadin, das aus dem Roheisen in die Schlacke übergeführt
ist, d.h. aus dem Grad der Verschlackung von Vanadin, und der relativen Menge an Vanadin
zusammensetzt, das mit der Schlacke gewonnen wird, während die letztere sich vom Metall
abscheidet. Der Verschlackungsgrad von Vanadin, wie es die langjährige Praxis zeigt,
wird vorwiegend durch die Temperatur von Metall am Ende der Vanadinausbringung bestimmt
und beträgt 93,4 bis 93,5 %. Ein erster Wert des Verschlackungsgrades von Vanadin
bezieht sich auf den Prozeß, der aus Südafrika bekannt wurde (s. Joumal of the Iron
and Steel Inst., April 1970, S. 340), bei dem die Endtemperatur vom Metall höchstens
1300°C (genauer 1270°C) ausmacht, und ein zweiter Wert betrifft das Frischen, das
in Konvertern mit Sauerstoffblasen in der UdSSR realisiert wurde, wo die Metalltemperatur
am Ende des Vanadinausbringung 1370°C erreicht (s. Smirnov LA. "Metallurgicheskaya
pererabotka titanomagnetitovykh rud"; Swerdlovsk, Verlag des Instituts "UraINll-chermet",
Band Nr.18, S. 58 - 76).
[0012] Eine weitere Steigerung der Roheisentemperatur beispielsweise auf 1400 - 1420°C,
führt unter denselben Bedingungen der Prozeßführung zur Verminderung der Verschlackung
von Vanadin, da die "restliche" Konzentration an Vanadin im Endmetall schon auf 0,06
bis 0,08 % (durchschnittlich auf 0,07 %) erhöht wird und der Verschlackungsgrad auf
85 % sinkt, das heißt 15 % im Roheisen enthaltenes Vanadin verlorengeht.
[0013] So entsteht das Problem der Erhöhung der Temperatur am Ende der Ausbringung von Vanadin,
die ohne Abnahme der Verschlackung von Vanadin erreicht werden muß. Die Lösung dieses
Problems ermöglichte es, die Möglichkeiten des Frischens von Roheisen zu verbessern
und die Qualität der entstehenden Schlacke zu erhöhen. Die andere Ursache der Verluste
an Vanadin bei der Herstellung von Vanadinschlacke entsteht bei der Abscheidung der
Vanadinschlacke vom Metall am Ende des Windfrischens von Roheisen in einem Konverter.
Diese Verluste hängen unter denselben übrigen Bedingungen von der Zusammensetzung
ab und erreichen bestenfalls 5 % in der UdSSR und 8,6 % in Südafrika (Verweise auf
die Quellen sind dieselben).
[0014] Somit betrauen die Gesamtverluste bei dem in der UdSSR eingesetzten Schema, das die
Herstellung von Vanadinschlacke in einem Konverter vorsieht, in der besten Variante
12,5 %, in Südafrika machen sie 16 % aus.
[0015] Zur Herabsetzung der Vanadinverluste bei der Abscheidung der Vanadinschlacke vom
Metall wird vorgeschlagen, diese im Konverter von vorheriger Schmelzung für die nächste
Schmelzung zurückzubehalten (Zeitschrift "Stal", Nr. 7, 1976, Moskau, Smirnov L.A.
und andere "Povyshenie effektivnosti peredela vanadlysoderzhashchikh chugunov", S.
597 - 601). Auch dieses Verfahren beseitigt jedoch nicht die Vanadinverluste bei Steigerung
der Temperatur vom Metall an Ende der Ausbringung von Vanadin auf 1400°C und darüber.
[0016] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vanadinschlacke
bei der Oxydation vanadinhaftigen Roheisens zu entwickeln, bei dem es möglich ist,
die Ausbringung von Vanadin aus Roheisen zu steigern und die Güte der Vanadinschlacke
zu erhöhen.
[0017] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vanadinschlacke erzeugt wird, die mineralogische
Bestandteile wie Spinellid, Glas, Pyroxene und Olivine enthält, die Vanadin-, Silicium-,
Mangan-, Titan-, Eisen-, Chrom- und Calciumoxide sowie Granalien metallischen Eisens
mit in diesem aufgelöstem Kohlenstoff aufweisen, und die, erfindungsgemäß, dadurch
gekennzeichnet ist, daß als Vanadinroheisen Roheisen der folgenden Zusammensetzung,
in Masse-%, verwendet wird:
und das Verblasen von Roheisen mit einem Oxidationsmittel bei einer Durchsatzmenge
von 1,5 bis 3,0 m
3/t min, umgerechnet auf Sauerstoff, bei einer Temperatur von 1180 bis 1300°C am Anfang
des Verblasens und bei 1400 - 1650°C am Ende des Verblasens und bei einer spezifischen
Fläche des Badspiegels von 0,13 - 0,30 m
2/t durchgeführt wird,
[0018] wobei die hergestellte Vanadinschlacke folgende chemische Zusammensetzung, in Masse-%,
aufweist:
und die folgende mineralogische Zusammensetzung, in Masse-%, hat:
wobei die Körner von Spinellid eine regelmäßige geometrische Form und eine Größe von
25 bis 80 µm aufweisen.
[0019] Nach einer besonderen Ausführungsform hat die hergestellte Vanadinschlacke folgende
chemische Zusammensetzung in Masse-%:
Nach einer weiteren besonderen Ausführungsform wird auf das Roheisen vor dessen Verblasen
mit Oxidationsmittel ein schlackenbildendes Gemisch der folgenden Zusammensetzung,
in Masse-%, aufgegeben:
Es ist weiterhin bevorzugt, in das Roheisen vor dessen Verblasen bezogen auf die Roheisenmasse
Stahlschrott in einer Menge von 1 bis 4 % und nach 15 bis 25 der Zeit des Verblasens
Zunder in einer Menge von 4,5 bis 6,0 % einzuführen.
[0020] Schließlich ist es auch bevorzugt, daß die Basizität der Vanadinschlacke beim Verblasen
in einem Bereich von 1,0 bis 1,4 durch Einführung von 60 bis 70 % calciumhaltigen
Zusätzen aufrechterhalten wird.
[0021] Die erfindungsgemäße Lösung weist folgende Vorteile im Vergleich zu den bekannten
auf:
- eine höhere chemische Beständigkeit gegen die Erhöhung der Temperatur der Ausbringung
von Vanadin, die das Erzielen eines hohen Grades der Verschlackung von Vanadin bei
t ≥ 1400°C ermöglicht;
- optimale Heterogenität der Schlackenschmelze, die Verluste an Vanadin bei der Abscheidung
der Schlacke von dem Metall von höchstens 5 % ermöglicht;
- sie ermöglicht Vanadinverluste bei der Vorbereitung der Schlacke für das Rösten
(Zerkleinerung, Separation) von höchstens 5 %;
- ein hoher Grad der Ausbringung von Vanadin aus der Schlacke nach dessen oxidierendem
Rösten unter Zusatz bei Wasser- und (oder) Säureextrahierung von "Abbrand" im Herstellungsprozeß
von Vanadinpentoxid;
- eine effektive Legierung von Metall - Gußeisen, Stahl, Legierungen - durch Vanadin.
[0022] Ein Vorteil der bevorzugten Mischung der Vanadinschlacke nach Anspruch 2 besteht
darin, daß eine Vereinigung der Oxide von Alkalimetallen und des Kohlenstoffs zur
Verbesserung der Mikrostruktur von Schlacke führt. Dabei vergrößert sich die durchschnittliche
Größe des Spinellidkorns, das die hauptsächliche vanadinhaltige Phase der Vanadinschlacke
ist. Ein anderer Effekt der gemeinsamen Wirkung dieser Komponenten ist der Erhalt
einer porigen Mikrostruktur von Spinellid. Der letztere Umstand ist sehr wesentlich,
da dabei infolge der Vergrößerung der Reaktionsfläche die Zerstörung eines Spinellidkorns
bei den Oxidations-Reduktions-Reaktionen erleichtert wird und die Entstehung einer
neuen Phase nicht nur an der Peripherie eines Spinellidkorns, sondern auch im Porenumfang
erfolgt, was letzten Endes die Intensivierung und die Zunahme der Vollständigkeit
der Ausbringung von Vandin zu einem Fertigprodukt bedingt.
[0023] Zur Erhöhung der Qualität der erhaltenen Schlacke, zur Verminderung des Verbrauchs
an flüssigem Roheisen sowie zur Steigerung der Ausbringung von Vanadin in die Schlacke
und der Ausbeute an Metall am Ende des Herstellungsprozesses ist es empfehlenswert,
wie in Anspruch 3 erläutert vorzugehen.
[0024] Dieses Verfahren gestattet es, in die Schlacke zusätzlich Vanadin einzuführen.
[0025] Außerdem ist es zweckmäßig, zur weiteren Verminderung des Verbrauchs an flüssigem
Roheisen, zur Erhöhung der Konzentration von Vanadinoxid in der Schlacke und zur Verbesserung
von deren Mikrostruktur wie in Anspruch 4 beschrieben zu arbeiten.
[0026] Zur Beibehaltung einer Basizität der Vanadinschlacke von 1,0 bis 1,4, die vorwiegend
für das Legieren mit Vanadin (direkt von der Schlacke aus) von Gußeisen, Stählen und
Legierungen verwendet wird, werden vor dem Roheisenverblasen 60 bis 70 % calciumhaltige
Flußmittel eingeführt.
[0027] Zur Verminderung des Gehaltes an Eisenoxiden in der Vanadinschlacke nach dem Verblasen
von Roheisen mit Sauerstoff wird das Zwischenprodukt bzw. der Stahl mit einem inerten
Gas durchgeblasen.
[0028] Vanadinschlacke der obengenannten Zusammensetzung wird aus Vanadinroheisen durch
dessen Oxidation mit gasförmigen Oxidationsmitteln hergestellt. Es wurde festgestellt,
daß die genannte Zusammensetzung der Schlakke durch die chemische Zusammensetzung
von Roheisen bestimmt wird, das, erfindungsgemäß, wie oben erwähnt, folgende Zusammensetzung,
in Masse-%, aufweist:
Roheisen solcher Zusammensetzung wird in konventionellen Hochöfen erschmolzen, die
meistenteils einen geringen Nutzraum (unter 1000 m
3) haben, unter Bezugnahme auf jeweils bekannte Besonderheiten des Durchschmelzens
von Titanomagnetiten, die durch Bildung von Titanoxicarbonitriden im Ofenherd hervorgerufen
werden.
[0029] Eine Veränderung der Menge der Bestandteile von Roheisen, die die genannten Grenzen
auch nur für einen davon überschreitet, führt zu unerwünschten Folgen.
[0030] Eine Verringerung der Konzentration von Vanadin im Roheisen unter 0,35 % mindert
selbst bei den unteren Grenzen der übrigen Komponenten die Konzentration von Vanadinoxid
in der Schlacke unter 16 %, was deren Weiterverarbeitung zu Vanadinpentoxid erschwert.
Eine Vergrößerung der Konzentration von Vanadin im Roheisen auf über 0,90 % ist jedoch
unerwünscht, weil bei dieser Konzentration von Vanadin die entstehende Vanadinschlacke
über 30 % Vanadinoxid enthalt und dabei sowohl die Vollständigkeit der Verschlackung
von Vanadin als auch die Vollständigkeit der Abscheidung der Vanadinschlacke vom Metall
(infolge von Verdickung) sich vermindern, was zur Erhöhung der Vanadinverluste führt.
[0031] Die Rolle von in Roheisen aufgelöstem Silicium und Mangan in der vorgeschlagenen
Menge besteht darin, daß sie bei der Oxidation samt den Eisenoxiden eine dünnflüssige
Silikatkomponente bilden, die für die Bildung und das Wachsen der spinellhaltigen
Phase notwendig ist. Dabei ist eine Konzentration von Silicium in Roheisen über 0,35
deshalb unerwünscht, weil bei der Konzentration von Silicium in Roheisen von über
0,35 die Konzentration von Vanadinoxiden unter das erforderliche Niveau von 16 sinkt.
[0032] Ähnliche Ursachen beschränken auch den zulässigen Bereich der Konzentrationen von
Mangan in Roheisen.
[0033] Im Roheisen enthaltenes Chrom und Titan gehen vollständig im genannten Bereich der
Konzentrationen in das komplexe Spinellid über, indem sie es chemisch beständiger
und hochschmelzender machen. Die Erhöhung der chemischen Beständigkeit komplexen Spinellids
trägt, ihrerseits, zu vollständigerer Oxidation von Vanadin in Schlacke und zur Verminderung
der Verluste bei der Abscheidung der Schlacke vom Metall bei, was die Ausbringung
von Vanadin erhöht.
[0034] Die Wirkung von in Roheisen aufgelöstem Kupfer, Nickel und Kobalt, die die Aktivität
von Kohlenstoff steigern, besteht darin, daß sie sie Erhöhung des Anteils von Sauerstoff
bewirken, der für die Oxidation von Eisen und anderer schlackenbildender Komponenten,
darunter auch von Vanadin, verbraucht wird, und somit indirekt auch zur Erhöhung der
Intensität und Vollständigkeit der Oxidation von Vanadin sowie dessen Ausbringung
aus Roheisen in die Schlacke beitragen.
[0035] Das Vanadinroheisen der obengenannten Zusammensetzung wird erfindungsgemäß in einen
Konverter eingegossen und mit einem gasförmigen Oxidationsmittel durchgeblasen (oxidiert),
z. B. mit Sauerstoff bei einer Durchsatzmenge von 1,5 bis 3,0 m
3/t - min, bei einer Temperatur von Roheisen am Anfang des Verblasens von 1180 bis
1300°C und am Ende des Verblasens von 1400 bis 1650°C, und bei einer spezifischen
Fläche des Badspiegels von 0,13 bis 0,30 m
2/t.
[0036] Diese Parametergrößen des Verfahrens gewährleisten ein vollständiges und intensives
Einrühren eisenhaltiger Zusätze (Kühlstoffe) und/oder Flußmittelzusätze ins Bad zwecks
Intensivierung der Vanadinoxidation und Erhalt einer Vanadinschlacke der erforderlichen
chemischen, mineralogischen und granulometrischen Zusammensetzungen, die eine notwendige
Sorptionsfähigkeit in Bezug auf Vanadinoxide bewirken: eine Beseitigung von "Totzonen"
in den unteren und wandnahen Metallschichten; das normale "Einkochen" von Schlacke,
das die Verminderung der Konzentration in dieser von Metalleinschlüssen und freien
Eisenoxiden sowie die Vergrößerung des Maßes des Spindellidkornes unter Bildung optimaler
Silikathaut an dessen Umfang verursacht. Diese Vorteile erhöhen bedeutend die Wirksamkeit
der Weiterverarbeitung der Schlacke zu Vanadinpentoxid. Es bei betont, daß die erfindungsgemäße
Parameterhöhe es ermöglicht, einen Gehaltunterschied an Vanadin zu vermeiden, der
von der Badtiefe abhängig ist, was auch zum Übergehen von Vanadin in die Schlacke
beiträgt.
[0037] Dabei ist zu betonen, daß die Hauptrolle bei der Sicherung der genannten Effekte
die Verbindung der spezifischen Fläche des Badspiegels mit der Intensität der Oxidationsmittelzufuhr
spielt. Das Überschreiten auch nur von einem der Parameter bezüglich der genannten
Grenzen führt zu unerwünschten Folgeerscheinungen. So bewirkt Beispiel die Verminderung
der spezifischen Fläche des Badspiegels auf unter 0,13 m
2/t eine beträchtliche Senkung des Grades der Verschlackung von Vanadin, besonders
bei t > 1330°C, und der Qualität der entstehenden Schlacke (Vergrößerung von Metalleinschlüssen
und freien Eisenoxiden, Verminderung der Korngröße von Spinellid). Eine Vergrößerung
derselben auf über 0,30 m
2/t aber wirkt sich auch negativ auf die betreffenden Kennziffern aus und führt zu
lokalen Abweichungen von dem erforderlichen Gehalt sowohl der Schlakke wie auch des
Metalls.
[0038] Die Anfangstemperatur von Roheisen ist ebenfalls von großer Bedeutung für die Erreichung
der gestellten Aufgabe. Eine Senkung der Temperatur auf unter 1180°C ruft eine unerwünschte
beträchliche Verschlechterung der Güte der Schlacke (Vergrößerung von metallenen Einschlüssen
und Eisenoxiden, Verminderung des Maßes des Spinellidkornes) hervor. Eine Temperatursteigerung
auf über 1300°C führt zu einer bedeutenden Intensitätszunahme des Ausbrennens von
Kohlenstoff unmittelbar am Anfang des Verblasens, was die Oxidation von Vanadin verlangsamt
und dessen Verschlackungsgrad herabsetzt.
[0039] Wichtig ist, daß das erfindungsgemäße Verfahren einen äußerst hohen Verschlackungsgrad
von Vanadin (über 90 %) bei Temperaturen (1400 - 1650°C), die bedeutend höher als
bei den bekannten Verfahren sind, sichert, in denen die Temperatur bei einem solchen
Verschlackungsgrad von Vanadin in der Regel 1350°C° nicht übersteigt. Dabei erfolgt
die Verminderung das Verschlackungsgrades von Vanadin auf unter 90 % nur bei t > 1480°C,
aber dieser stabilisiert sich auf dem Niveau 85 - 90 % bei t - 1480 - 1600°C, indem
er im weiteren von neuem auf dieselben Werte (90 % und darüber) bei t > 1600°C ansteigt,
wo die "restliche" Konzentration von Vanadin im Metall bei C < 0,25 % bis auf 0,01
% sinken kann.
[0040] Der Temperaturanstieg des Metalls am Ende der Ausbringung von Vanadin ermöglicht
es im Vergleich zu den bekannten Verfahren, nicht nur die Zusammensetzung der entstehenden
Schlacke zu verbessern und die Ausbringung von Vanadin bei höheren Endtemperaturen
der Vanadinausbringung zu steigern, sondern auch wesentlich (auf 25 bis 30 t/min)
die Durchsatzleistung bei der Stahlerzeugung zu erhöhen.
[0041] Höchst zweckmäßig ist bei der Durchführung des Verfahrens die Verwendung eines schlackenbildenden
Gemisches, das die Abfälle von vanadinhaltigen Erdölsorten die Masut, Magnetfraktion
von Vanadinschlacke und Walzzunder enthält und die Zusammensetzung wie oben erwähnt
aufweist.
[0042] Das Wesen dieses Zusetzens besteht nicht nur in der offensichlichen Vergrößerung
der Vanadinmenge in der Schlacke infolge des Überganges aus Kohlenwasserstoffen und
der Magnetfraktion der Vanadinschlacke - des Nebenproduktes deren Vorbereitung oxidierenden
Rösten bei Erzeugung von Vanadinpentoxid, sondern auch dar in, daß schwere Kohlenwasserstoffe,
beispielsweise Masut, das in das Erfindungsgemäße Gemisch eingeführt ist, Teilchen
gut schüttbarer Materialien - von Zunder und Magnetfraktion der Vanadinschlacke -
bindet, indem es zum Erhalt einer homogenen Masse beiträgt, deren Teilchen aneinander
anhaften, was ihre Austragung beim Verblasen praktisch beseitigt und den effektiven
Einsatz gewährleistet. Außerdem entwickeln die im Gemisch enthaltenen Kohlenwasserstoffe,
indem sie mit Gebläsesauerstoff sich Umsetzen, eine zusätzliche Wärmemenge, indem
sie die Metalltemperatur erhöhen und das Durchschmelzen sowie die Wechselwirkung des
geschmolzenen Gemisches mit dem Metall beschleunigen. Dabei wird es möglich, den Verbrauch
an Eisenerzstoffen, zum Beispiel an Zunder, zu vergrößern und den Grad des Überganges
von Vanadin aus Roheisen in handelsübliche Schlacke zu erhöhen.
[0043] Zur Erhöhung dieser Kennziffern trägt auch die ins Gemisch eingeführte Magnetfraktion
der Vanadinschlacke bei, die bei der Vorbereitung (mechanisches Zerkleinern, Mahlen
und Magnetscheidung) der Vanadinschlacke zum oxidierenden Rösten bei Erzeugung von
Pentoxid entsteht. Sie stellt metallische Granalien von 0,1 bis 20 mm Größe dar, auf
deren Oberfläche sich schwer trennbare "festgebrannte" Teilchen von Vanadinschlacke
befinden. Abhängig von der Größe des Granalulats beträgt der Verschlackungsgrad der
Granalien 20 bis 50 %. Die homogene chemische Zusammensetzung der Magnetfraktion der
Vanadinschlacke ist, in Masse-%, wie folgt: 50 bis 80 Femetall; 2 bis 6 VzOs; 1 bis
3 MnO; 2 bis 8 Si0
2; 1 bis 3 T'i0
2; 5 bis 20 Fe (in Oxiden); 0,03 bis 0,05 P; 0,02 bis 0,03 S; 0,1 bis 2,0 C.
[0044] Die Verwendung der genannten Magnetfraktion schafft auch folgende Vorteile. Infolge
einer größeren Dichte (als beim Zunder) 'trägt sie zu intensiverem Einrühren schlackenbildenden
Gemisches ins Metall bei dessen Verblasen bei.
[0045] Das Überschreiten der Grenzen des Gehaltes vom Gemisch an Hauptbestandteilen führt
zu unerwünschten Folgen. Beim Gehalt an Kohlenwasserstoffen unter 0,5 % zeigt sich
ein geringer "Benetzungseffekt" und bei der Konzentration derselben über 6 % erfolgt
eine merkliche Überhitzung der Schlacke, was sich negativ zum Beispiel auf die Standfestigkeit
der Auskleidung der Konverter auswirkt.
[0046] Die Menge an Magnetfraktion in Vanadinschlacke im Gemisch wird durch die Zeit der
Auflösung derselben begrenzt. Bei einem Gehalt von über 20 % bleibt sie in der entstehenden
Schlacke zurück, wodurch sich ihre Qualität verschlechtert. Bei einen Gehalt von unter
5 % ist ihre Anwesenheit im Gemisch fast unzweckmäßig.
[0047] Zu einer weiteren Erhöhung der Schlackenqualität, insbesondere zur Abnahme ihrer
Makro- und Mikroinhomogenität sowie zur Erhöhung der Konzentration von Vanadinoxiden
und Herabsetzung des Verbrauchs an flüssigem Roheisen, wird vorgeschlagen, zusammen
mit dem Eisenerzstoff, beispielsweise Zunder, einen Stahlschrott in einer Menge von
1 bis 4 % zuzugeben, der vor dem Eingießen des Roheisens zugesetzt wird. Dabei wird
vor der nächsten Zunderzugabe, die nach Ablauf von 15 - 25 % der zeit des Verblasens
erfolgt eine sauere dünne Schlacke gemacht, die den zugesetzten Zunder gut verschlackt
und dessen Entzug vermindert sowie den Mechanismus der Auflösung von Zunder ändert,
die vorwiegend durch dessen vorherige Lösung in Silikatvanadinschlacke erfolgt, was
insgesamt zur Verminderung der Intensität des Metallversprühens und Geratens von Metalltropfen
in die Schlacke führt und die Menge von Metalleinschlüssen vermindert.
[0048] Bei der Anwendung dieses Verfahrens mindert sich aber wesentlich die Makro- und Mikroinhomogenität
der Schlacke, was äußerst wichtig für deren weitere Anwendung für die Erzeugung von
Vanadinpentoxid ist.
Variante 1
[0049] In einen Konverter wird Vanadinroheisen der folgenden Zusammensetzung, in Masse-%,
eingegossen: 4,2 - 4,4 C; 0,10 - 0,20 Si; 0,40 - 0,60 V; 0,10 - 0,20 Ti; 0,10 - 0,20
Mn; 0,05 - 0,15 Cr; 0,03 - 0,06 P; 0,02 - 0,043 S; 0,08 - 0,12 Cu; 0,08 - 0,12 Ni;
0,001 - 0,12 Co. Die Menge des abgegossenen Roheisens soll dabei das Erhalten einer
spezifischen Fläche des Badspiegels in einem Bereich von 0,15 bis 0,25 m/t gewährleisten.
[0050] Die Temperatur des Roheisens nach dem Eingießen in den Konverter beträgt 1270 bis
1280°C. Für das Schlackenmachen wird ein schlackenbildendes Gemisch, enthaltend, in
Masse-%:
in einer Menge von 40 bis 90 kg/t flüssiges Roheisen verwendet. Nach dem Aufgeben
des Gemisches auf die Roheisenoberfläche beginnt man mit dem Sauerstoffblasen, wobei
Sauerstoff mit einer Durchsatzmenge von 1,8 bis 2,2 m
3/t - min zugeführt wird. Nach 7 bis 10 Minuten langem Blasen mit Sauerstoff, der von
oben durch eine wassergekühlte Winddüse zugeführt wird, wird das Verblasen eingestellt,
und das Metall enthält bei einer Temperatur von 1420 bis 1420°C, in Masse-%: 2,4 -
2,8 C; Si - Spuren; Ti - Spuren; 0,02 - 0, 04 V; 0,03 - 0,06 P; 0,02 - 0,04 S; 0,08
- 0,12 Cu; 0,04 - 0,12 Ni; 0,001 - 0,11 Co.
[0051] Das erhaltene Metall - Zwischenprodukt - wird in eine Pfanne durch die Ablaßöffnung
abgegossen, und die Vanadinschlacke wird im Konverter zurückgelassen.
[0052] Dann wiederholt sich der Zyklus, und nach Beendigung des Sauerstoffaufblasens werden
das Metall mit der Schlacke mit Argon oder anderem Inertgas von oben oder von unten
während 1,0 - 2,0 Minuten durchgeblasen. Das Metall enthält nach Beendigung dieses
Schmelzens, in Masse-%: 2,0 - 2,4 C; 0,030 - 04 V; 0,02 - 0,06 P; 0,02 - 0,035 S und
besitzt eine Temperatur von 1420 bis 1450°C.
[0053] Die nach dem Abgießen des Metalls entstehende Vanadinschlacke, die von zwei Schmelzungen
gespeichert ist, enthält, in Masse-%:
und weist dabei die folgende mineralogische Zusammensetzung, in Masse-%, auf:
Die Körner vom Vanadinspinellid kristallisieren in Form regelmäßiger geometrischer
Körper, ihre Größe beträgt 30 bis 60 µm.
Variante II
[0054] In demselben Konverter wird Roheisen derselben Zusammensetzung wie in der Variante
1 beschrieben mit Sauerstoff verblasen. Die Ausgangsparameter waren die gleichen,
mit Ausnahme dessen, daß vor dem Eingießen von Roheisen in den Konverter Stahlschrott
in einer Menge von 40 bis 50 kg/t Roheisen und nach 20 % (4 - 5 min) der Zeit des
Verblasens Zunder, in einer Menge von 50 bis 60 kg/t eingesetzt wurde. Nach 20 - 25
min des Sauerstoffblasens, bei den der Sauerstoff mit einer Durchsatzmenge von 2,2
- 2,8 m
3/t · min von oben durch eine Winddüse zugeführt wird, wird das Verblasen eingestellt,
und dar Metall, das eine Temperatur von 1600 bis 1650°C aufweist, enthält, in Masse-
%: 0,05 - 0,25 C; 0,01 - 0,03 V; 0,03 - 0,06 P; 0,02 - 0,03 S.
[0055] Das erzeugte Metall wird nach dem Abgießen mit schlackenbildenden Gemischen behandelt
und vergossen oder zur Stahlerzeugung in einem SM-Ofen anstatt des Roheisens verwendet.
[0056] Die nach dieser Variante hergestellte Schlacke enthält, in Masse-%:
und weist dabei die folgende mineralogische Zusammensetzung auf, in Masse-%:
wobei die Körner von Vanadinspinellid, die eine regelmäßige geometrische Form aufweisen,
eine Größe von 40 bis 80 µm haben.
[0057] Vanadinschlacken die nach den Genannten Varianten hergestellt werden, werden mit
Erfolg zu Vanadinpentoxid weiterverarbeitet, wobei sie hohe Kennziffern für die Ausbringung
von Vanadin zu Fertigprodukten sichern, während die bekannten Vanadinschlacken bedeutend
schwieriger zu verarbeiten sind.
[0058] Zum besseren Verständnis der vorliedenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele
angeführt, die die Herstellung von Vanadinschlacke verschiedener Zusammensetzungen
illustrieren.
Beispiel 1
[0059] In einen Konverter wurden 84 t Roheisen eingegossen, das, in Masse-%, enthält: 3,8
C; 0,35 Si; 0,35 V; 0,07 Ti; 0,12 Mn; 0,03 Cr; 0,02 P; 0,04 Ni; 0,001 Co. Die Roheisentemperatur
betrug nach dem Eingießen In den Konverter 1300°C.
[0060] Dann wurde in den Konverter in einer Menge von 40 kg/t schlackenbildendes Gemisch
(Kühlmittel) eingeführt, das, in Masse-%, aufweist: schwere Kohlenwasserstoffe - 6
(2,4 kg/t). Magnetfraktion der Vanadinschlacke -
20(
8 kg/t) Zunder - 74 (29,6 kg/t).
[0061] Die Durchsatzmenge des von oben aufzublasenden Sauerstoffs betrug 3 m3/t · min, und
die spezifische Fläche des Spiegels flüssigen Metalls machte 0,3 m
3/t aus.
[0062] Nach Beendigung des Verblasens war die Metalltemperatur gleich 1460°C, und der Gehalt
desselben an den Bestandteilen betrug, in Masse-%: 2,6 C; Si - Spuren; 0,012 V; Ti
- Spuren; 0,01 Mn; Cr - Spuren; 0,02 P; 0,04 Cu; 0,04 Ni; 0,001 Co.
[0063] Das erzeugte Metall wurde in eine · Pfanne abgegossen, und die Schlacke wurde völlig
im Konverter zurückgelassen. Danach wurde in den Konverter Roheisen derselben Zusammensetzung
und in derselben Menge eingegossen. Der Verbrauch an Kühlmittel und Sauerstoff blieb
derselbe.
[0064] Nach der Beendigung des Verblasens enthielt das Metall, in Masse-%: 2,5 C; 0,018
V; Si - Spuren; Ti - Spuren; 0,01 Mn; Cr - Spuren; 0,02 P; 0,0 % Cu; 0,04 Ni; 0,001
Co und hatte eine Temperatur von 1450°C.
[0065] Die gebildete Schlacke, die von zwei Schmelzungen gespeichert worden war, enthielt,
in Masse-%: Vanadinoxid - 16; Siliciumoxid - 24; Manganoxid - 6; Chromoxid - 1; Titanoxid
- 6; Calciumoxid - 0,3; Granalien von metallischem Eisen - 8; Eisenoxid - Rest.
[0066] Deren mineralogische Zusammensetzung war wie folgt, in Masse-%: Spinellid - 40; Glas
- 2: Pyroxene und Olivine - 58. Die Korngröße des Vanadinspinellids betrug vorwiegend
25 bis 35 µm, wobei die Körner eine regelmäßige geometrische Form hatten.
[0067] Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 95 %.
[0068] Der Abscheidungsgrad der Vanadinschlacke vom Metall betrug 95 %. Die Ausbringung
von Vanadin aus dem Roheisen in die Schlacke beträgt 90,2 %.
Beispiel 2
[0069] In einen Konverter wurden 200 t Vanadinroheisen eingegossen, das enthält, in Masse-%:
4,2 C; 0,21 Si; 0,46 V; 0,18 Ti; 0,22 Mn; 0,08 Cr; 0,06 P; 0,14 Cu; 0,16 Ni; 0,06
Co. Die Temperatur den Roheisens betrug 1280°C.
[0070] Dann wurde in den Konverter schlackenbildendes Gemisch in einer Menge von 50 kg/t,
enthaltend, in Masse-%, schwere Kohlenwasserstoffe - 0,5 (0,25 kg/t). Magnetfraktion
der Vanadinschlacke - 5,0 (2,5 krt), Walzzunder - 94,5 (47,25 kglt), eingesetzt.
[0071] Die Durchsatzmenge des von oben zugeführten Sauerstoffes beträgt 2 m
3/t - min, und die spezifische Fläche des Spiegels flüssigen Metalls ist gleich 0,13
m
3/t.
[0072] Nach der Beendigung des Verblasens beträgt die Metalltemperatur 1400°C und der Gehalt
an Vanadin und Kohlenstoff - 0,028 bzw. 2,8 %.
[0073] Das hergestellte Metall wurde in eine Pfanne abgegossen und die Schlacke für das
nächste Schmelzen ganz im Konverter zurückgelassen.
[0074] Bei einer anderen Schmelzung, die mit denselben Ausgangs-Parametern durchgeführt
wurde, wurde Metall mit einer Temperatur von 1410°C und einem Gehalt an Vanadin und
Kohlenstoff von 0,026 bzw. 2,7 % erhalten.
[0075] Die erzeugte Schlacke, gespeichert von zwei Schmelzungen, enthält, in Masse-%: Vanadinoxid
- 20,4; Siliciumoxid - 14,2; Manganoxid - 10,4; Cromoxid - 2,4; Titanoxid - 8,6; Calciumoxid
- 1,5; Granalien von metallischem Eisen 10,2; Eisenoxid - Rest.
[0076] Ihre mineralogische Zusammensetzung ist wie folgt, in Masse-%: Spinellid - 55; Glas
- 5; Olivine und Pyroxene - 40. Die Korngröße von Vanadinspinellid - 30 bis 40 µm.
Die Körner sind gut kristallisiert und haben eine regelmäßige geometrische Form.
[0077] Der Verschlackungsgrad von Vanadin beträgt 94,3 %.
[0078] Der Abscheidungsgrad der Vanadinschlacke von dem Metall beträgt 93 %. Somit beträgt
die Ausbringung von Vanadin aus dem Roheisen in die Schlacke 87,5 %.
Beispiel 3
[0079] In eine Konverter wurden 22 t Vanadinroheisen eingegossen, das enthält, in Masse-%:
4,8 C; 0,90 V; 0,05 Si; 0,15 Mn; 0,18 Ti; 0,42 Cr; 0,10 P: 0,32 Cu; 0,32 Ni; 0,12
Co die Temperatur des Roheisens nach dem Eingießen in den Konverter betrug 1180°C.
Vor dem Eingießen von Roheisen wurde in den Konverter vanadinhaltiges Agglomerat in
einer Menge von 106 kg/t eingesetzt. Die spezifische Fläche des Badspiegels betrug
0,24 m
2/t. Die Durchsatzmenge des durch Düsen "Rohr in Rohr" von unten zugeführten Sauerstoffes
betrug 2,5 m3/t · min. Der Verbrauch an Naturgas für den Düsenschutz betrug 10 % des
Sauerstoffverbrauches im Laufe des ganzen Verblasens. Nach Beendigung des Verblasens
betrugen die Metalltemperatur 1420°C und der Gehalt des Metalls an Vanadin und Kohlenstoff,
in Masse-%, 0,05 bzw. 2,8.
[0080] Das erhaltene Metall wurde abgegossen, und die Schlacke wurde teilweise im Konverter
für das nächste Schmelzen Zurückgelassen.
[0081] Bei anderem Schmelzen, das der denselben Ausgangsparametern geführt worden war, wurde
Metall mit einer Temperatur von 1430°C und demselben Gehalt an Vanadin und Kohlenstoff
erhalten.
[0082] Die gebildete Schlacke, gespeichert von den beiden Schmelzungen (von der einen nur
teilweise), enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid - 30; Siliciumoxid - 10: Manganoxid
- 0,4; Titanoxid - 7,4; Chromoxid - 12; Calciumoxid - 2,1; Granalien von Metalleisen
- 6,2; Alkalimetalloxid - 9,0; Kohlenstoff - 0,1; Eisenoxid - Rest.
[0083] Sie hatte die folgende mineralogische Zusammensetzung, in Masse-%: Spinellid - 70;
Glas - 10; Pyroxene und Olivine - 20. Die Körner von Vanadinspinellid hatten vorwiegend
eine Größe von 30 bis 50 µm und eine regelmäßige geometrische Form.
[0084] Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 95 %. Der Grad der Abscheidung der Schlacke
von Metall machte 97 % aus. Die Ausbringung aus dem Roheisen in die Schlacke betrug
also 92 %.
Beispiel 4
[0085] In einen Konverter wurden 22 t Vanadineisen eingegossen, das die folgende Zusammensetzung,
in Masse-%, hatte: 4,4 C; 0,52 V; 0,08 Si; 0,27 Mn; 0,32 Ti; 0,42 Cr; 0,06 P; 0,07
Cu; 0,21 Ni; 0,06 Co, die Temperatur des Roheisens betrug 1240°C.
[0086] Vor dem Eingießen vom Roheisen wurde in den Konverter vanadinhaltiges Agglomerat
in einer Menge von 92 kg/t eingesetzt. Die spezifische Fläche des Badspiegels war
gleich 0,24 m
2/t. Die Durchsatzmenge der von unten zugeführten Luft (umgerechnet auf Sauerstoff)
betrug 3 m
2/t · min.
[0087] Nach der Beendigung des Verblasens betrug die Temperatur vom Metall 1410°C, und dessen
Gehalt an Vanadin und Kohlenstoff betrug, in Masse-%, 0,03 bzw. 2,6.
[0088] Das hergestellte Metall wurde abgegossen, und die Schlacke wurde völlig im Konverter
für das nächste Schmelzen zurückgelassen.
[0089] Bei zwei nachfolgenden Schmelzungen, die unter Speicherung von Schlacke bei denselben
Parametern durchgeführt wurden, liegt der Gehalt an Vanadin und Kohlenstoff im Metall
auf einem Niveau von 0,03 bzw. 2,6 %.
[0090] Die Vanadinschlacke, gespeichert von drei Schmelzungen, enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid
- 16,6; Siliciumoxid - 12: Manganoxid - 10; Chromoxid - 12; Titanoxid - 14; Alkalimetalloxide
- 1,5: Calciumoxid - 0,8; Kohlenstoff - 2,0; Granalien von Metalleisen - 20; Eisenoxid
- Rest.
[0091] Ihre mineralogische Zusammensetzung war die folgende, in Masse-%: Spinellid - 70;
Glas - 8; Olivine und Pyroxene - 22. Die Körner von Spinellid wiesen eine Größe von
25 bis 45 µm und regelmäßige geometrische Form auf. Der Verschlackungsgrad von Vanadin
betrug 93,4 %. Die Ausbringung von Vanadin in die Schlacke - 89,5 %.
Beispiel 5
[0092] In einen Konverter wurden 162 t Vanadinroheisen eingegossen, das enthält, in Masse-%:
0,52 V; 4,4 C; 0,14 Si; 0,18 Mn; 0,18 Ti; 0,03 Cr; 0,04 P; 0,12 Cu; 0,18 Ni; 0,005
Co. Die Temperatur des Roheisens im Konverter betrug 1280°C.
[0093] Auf die Oberfläche vom Roheisen wurde schlackenbildendes Gemisch der folgenden Zusammensetzung,
in Masse-%, aufgegeben: schwere Kohlenwasserstoffe - 4,2; Magnetfraktion der Vanadinschlacke
- 15; Zunder - Rest. Der Verbrauch an Gemisch betrug 62 kg/t. Die Durchsatzmenge von
Sauerstoff, der auf die Oberfläche vom Metall von oben durch eine wassergekühlte Düse
aufgeblasen wurde, betrug 1,5 m
3/t. Die spezifische Fläche des Badspiegels machte 0,18 m
2/t aus.
[0094] Nach der Beendigung des Verblasens hatte das Metall eine Temperatur von 1470°C, und
der Gehalt Vanadin und Kohlenstoff im Metall machte nach Beendigung des Vanadinausbringens
0,03 bzw. 2,2 % aus.
[0095] Das Metall wurde abgegossen, und die Schlacke wurde völlig im Konverter zurückgelasseen,
danach wurde der Zyklus von neuem mit den selben Anfangsparametern wiederholt. Die
Metalltemperatur betrug bei dem zweiten Schmelzen 1480°C unter demselben Gehalt an
Vanadin. Der Kohlenstoffgehalt wurde auf 2,1 % herabgesetzt.
[0096] Die nach dem zweiten Schmelzen gesammelte schlacke enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid
- 25,6; Siliciumoxid - 14,1; Manganoxid - 8,4; Titanoxid - 8,5; Chromoxid - 1,4; Calciumoxid
- 3,0; Alkalimetalloxid - 2,1; Kohlenstoff 0,5; Granalien von Metalleisen - 8,4; Eisenoxid
- Rest.
[0097] Die mineralogische Zusammensetzung der hergestellten Schlacke ist wie folgt, in Masse-%:
Spinellid - 60; Glas - 4; Pyroxene und Olivine - 36. Die Körner von Spinellid hatten
eine Größe von 40 bis 60 µm. Sie bilden Kristalle in Form regelmäßiger geometrischer
Körper.
Beispiel 6
[0098] In einen Konverter wurden 162 t Roheisen derselben Zusammensetzung wie im Beispiel
5 eingegossen. Die Temperatur des Roheisensbetrug 1275°C. Vorher wurde in den Konverter
6,5 t (4 %) Stahlschrott eingeführt.
[0099] Die Durchsatzmenge des von oben aufgeblasenen Sauerstoffes betrug 2,5 m
3/t - min, und die spezifische Fläche des Badspiegels war gleich 0,18 m
2/t.
[0100] Nach 6 Minuten (25 % der Zeit des Verblasens) wurde auf die Oberfläche vom Metall
7,2 t (4,5 %) Zunder aufgegeben, und das Verblasen wurde mit derselben Intensität
fortgesetzt.
[0101] Am Ende des Verblasens enthielt das Metall 0,12 % C und 0,01 % V bei einer Temperatur
von 1650°C. Der Verschlackungsgrad belief sich bei dieser Variante auf 98 %. Die Schlacke
enthielt, in Masse-%; Vanadinoxid - 28,4; Siliciumoxid - 18,1; Manganoxid - 8,2; Titanoxid
- 10,8; Chromoxid - 2,3; Calciumoxid - 1,4; Granalien von Metalleisen - 3,2; Eisenoxid
- Rest. Die mineralogische Zusammensetzung der Schlacke blieb dieselbe, das Korn von
Spinellid mit äußerst regelmäßigen, deutlich ausgeprägten Flächen stieg auf 80 µm-Größe
an. Nach dem teilweisen Zurücklassen von Schlacke und der wiederhohlten Operation
mit denselben Parametern blieb der Gehalt der Schlacke bei der nachfolgenden Schmelzung
praktisch gleich dem ersteren.
Beispiel 7
[0102] In einen Konverter wurden 162 t Roheisen derselben Zusammensetzung wie in Beispielen
5 und 6 eingegossen. Die Roheisentemperatur betrug 1275°C. Vorher wurde in den Konverter
ein Zusatz aus 1,6 t (1 %) Stahlschrott eingeführt.
[0103] Die Durchsatzmenge des von oben zugeführten Sauerstoffes betrug 2,5 m
3/t - min, und die spezifische Fläche des Badspiegels war gleich 0,20 m
2/t.
[0104] Nach 3 Minuten (15 % der Zeit des Verblasens) wurde 9,6 t Zunder (6 %) zugesetzt,
und das Verblasen wurde fortgesetzt.
[0105] Nach Beendigung das Verblasens enthielt das Metall 0,62 % C und 0,04 % V bei einer
Temperatur von 1580°C. Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 92,4 %. Die Schlacke
enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid 27,8: Siliciumoxid 17,4; Manganoxid 8,0: Titanoxid
9,2; Chromoxid 3,1; Calciumoxid 1,6; Granalien von Metalleisen 3,6; Eisenoxid - Rest.
[0106] Die mineralogische Zusammensetzung der Schlack blieb dieselbe, die Größe vom Spinellidkorn
einer regelmäßigen Form betrug 60 - 80 µm.
[0107] Nach zwei Zyklen der Schlackenspeicherung veränderten sich die Kennziffern für die
Qualität von Schlacke nicht.
Beispiel 8
[0108] In einen Konverter wurden 160 t Vanadinroheisen vorheriger Zusammensetzung und mit
derselben Temperatur wie in Beispiel 7 eingegossen. Vorher wurden 20 t Stahlschrott
und 1,4 t (60 % der Gesamtmenge für eine Schmelzung) Kalk, der für die Schmelzung
verbraucht wird, eingesetzt. Das Verblasen wurde mit einer Durchsatzmenge von 3,0
m /t min und bei einer spezifischen Fläche des Badspiegels von 0,20 m
3/t durchgeführt. Nach Beendigung des Verblasens bei t = 1620°C enthält das Metall
0,28 % C, 0,04 V und 0,026 % P. Die Schlacke enthält, in Masse-%: 20,2 Vanadinoxid;
18,1 Calciumoxid; 17,9 Siliciumoxid; Granalien von Metalleisen - 2,0; Ti, Cr, Fe-oxide
- Rest. Die Basizität von Schlacke - 1,0. Der Verschlackungsgrad von Vanadin - 92,5
%. Schlacke wird teilweise für das nächste Schmelzen zurückgelassen.
Beispiel 9
[0109] Bei denselben Parametern wie in den Beispielen 7 und 8 beschrieben wird die Herstellung
von Vanadinschlacke mit einer Basizität von 1,4 gesichert, indem man zusammen mit
Schrott noch 1,6 t Kalk (70 % des Gesamtverbrauchs pro Schmelzung) zusetzt. Man erhält
eine Schlacke, die, in Masse-%, enthält: 18,2 Vanadioxid; 30 Calciumoxid; 15 Siliciumoxid:
10 Manganoxid; 2,1 Chromoxid; 9,6 Titanoxid; 2,0 Granalien von Metalleisen; -Rest
- Eisenoxid. Der Verschlackungsgrad von Vanadin beträgt am Ende des Vorganges und
bei einer Temperatur von 1600°C -92,5 %.
Beispiel 10
[0110] In einen Konverter wurden 20 t Roheisen der Zusammensetzung wie im Beispiel 7 mit
Sauerstoff von oben bei einer Durchsatzmenge von 1 m
3/t min und von unten (2 m
3/t min) durch Düsen "Rohr in Rohr" bei einer spezifischen Fläche des Badspiegels 0,3
m
3/t verblasen. Vor dem Eingießen von Roheisen wurde in den Konverter Schrott (10 %
der Roheisenmasse) und Kalkstein (65 % der Gesamtmenge für eine Schmelzung) eingesetzt.
[0111] Nach Beendigung des Verblasens betrug die Basizität der Schlacke 1,2 unter folgendem
Verhältnis der Komponenten in der Schlacke, in Masse-%: 30 Calciumoxid; 25 Siliciumoxid;
17,4 Vanadinoxid; 18,4 Mn, Cr-und Ti-oxide; 2,0 Granalien von Eisen; Eisenoxid - Rest.
[0112] Das Metall weist eine Temperatur von 1620°C auf und enthält 0,44 % C, 0,04 % V, 0,028
% P.
Beispiel 11
[0113] In einen Konverter wurden 20 t Roheisen derselben Zusammensetzung und Temperatur
wie im Beispiel 7 angeführt eingegossen. Das Verblasen erfolgte mit einer Durchsatzmenge
von 3 m
3/t - min bei spezifischer Fläche des Badspiegels von 0,3
m2/t.
[0114] Beim Erreichen von 0,3 % C bei t - 1600°C im Metall wurde das Verblasen beendet und
danach wurde das Metall mit Argonbodenwind mit einer Durchsatzmenge von 0,2 m
2tt - min innerhalb von 2 min durchgeblasen. Der Vanadingehalt im Metall betrug nach
Beendigung des Verblasens mit Sauerstoff 0,04 %, nach dem Verblasen des Metalls mit
Argon bei C - 0,25 % stieg der Vanadingehalt im Metall auf 0,05 % an.
[0115] Die Vanadinschlacke betrug vor dem Verblasen mit Argon, in Masse-%: 24,8 Vanadinoxid;
14,2 Siliciumoxid; 3,6 Granalien von Eisen; 6,2 Calciumoxid; 24,2 Eisenoxid; den Rest
bilden Mn, Cr, Ti-oxide.
[0116] Nach dem Verblasen mit Argon enthielt die Schlacke, in Masse-%: 26,8 Vanadinoxid;
14,1 Siliciumoxid; 3,8 Granalien von Eisen; 6,4 Calciumoxid; 18,6 Eisenoxid; Mn, Cr,
Ti-oxide - Rest. Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 89,5 %.
[0117] Die vorliegende Erfindung kann in der Schwarzmetallurgie bei der Verarbeitung von
T
rtanomagnetiterzen auf metallurgischem Wege unter Ausbringen von Eisen und Vanadin
verwendet werden.
[0118] Das bei diesem Schema der Verarbeitung von Titanomagnetiten erzeugte vanadinhaltige
Hochofeneisen wird oxidierendem Verblasen in Konvertern unter Herstellung von Vanadinschlacke
der erforderlichen chemischen, mineralogischen und granulometrischen Zusammensetzungen
unterworfen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dabei, die Qualität der
Vanadinschlacke zu verberbessern, die nicht nur zur Herstellung von Vanadinpentoxid
sondern auch als Legierungskomponente zum direkten Legieren von Gußeisen, Stahl und
Legierungen mit Vanadin verwendbar ist.
[0119] Das Verfahren ist einfach in Apparaturgestaltung und kann mit Erfolg in bestehenden
Konverterhallen eingesetzt werden, die vanadinhaltige Roheisen verarbeiten.
[0120] Dessen Anwendung sowie die Verwendung von Schlacken der vorgeschlagenen Zusammensetzungen
bringen eine beträchtliche Ersparnis von Reaktionspartnern.