VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON VANADIUMSCHLACKE

Abstract

 Die Vanadinschlacke enthält als Komponenten, in Masse-%: Vanadinoxid 16-30, Siliziumoxid 10-24, Manganoxid 6-14, Cromoxid 1-12, Titanoxid 6-14, Kalziumoxid 0,3-30,0, Metalleisen 2-20, Eisenoxid Rest, und weist folgende mineralogische Zusammensetzung, in Masse-%, auf:
Die Körner von Spinellid weisen eine regelmäßige geometrische Form und eine Größe von 25 bis 80 µm auf. Die Vanadinschlacke der genannten Zusammensetzung wird aus Vanadinroheisen hergestellt, das, in Masse-%, enthält: Vanadin 0,35-0,90; Kohlenstoff 3,8-4,8; Silizium 0,05-0,35; Mangan 0,12-0,35; Titan 0,07-0,38; Chrom 0,03-0,42; Phosphor 0,02-0,10; Kupfer 0,04-0,32; Nickel 0,04-0,32; Kobalt 0,001-0,12; Eisen - Rest. Das genannte Roheisen wird mit gasförmigem Oxydationsmittel beispielsweise Sauerstoff, bei einer Durchsatzmenge von 1,5 bis 3,0 m³/t · min, bei einer Temperatur von Roheisen von 1180 bis 1300°C am Anfang des Verblasens und bei 1400-1650°C am Ende des Verblasens und bei spezifischer Fläche des Badspiegels von 0,13-0,30 m²/t durchgeblasen.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet "Metallurgie", insbesondere betrifft sie Zusammensetzungen von Vanadinschlacken und Verfahren zu deren Herstellung in Konvertern mit Unter-, Oberwind oder mit kombiniertem Gebläsewind bei Oxydation von Vanadinroheisen.

[0002] Vanadinschlacke, die bei Oxydation vanadinhaltiger Roheisen in Konvertern oder in anderen Aggregaten entsteht, ist ein Ausgangsgut für die Herstellung von Vanadinpentoxid, das vorwiegend für die Gewinnung von Ferrovanadin und anderen an Vanadin 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 eingeaetzt wird.

[0004] An die chemische und mineralogische Zusammensetzung der Vanadinschlacke werden in Abhängigkeit von deren Zweckbestimmung besondere Anforderungen gestellt. Dabei werden besonders strenge 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.

Stand der Technik

[0005] In der UdSSR ist eine Technologie der Herstellung verschiedener Mischungen der Vanadinschlacke in Konvertern mit Unterbind und Sauerstoffblasen, mit Sauerstoffaufblasen und kombiniertem Gebläsewind entwickelt und industriell nutzbargemacht (SU, A, 316727, C21 C 5/28, 1960; SU, A, 53₁861, _C21 C 7/00, 1974; SU, A, 589258, C21 C 5/28, 1973).

[0006] Die dabei erzeugte Schlacke enthält, in Masse-%:



(N.P.Lyakishev und andere. Vanadin in der Schwarzmetallurgie. Verlag "Metallurgia", 1983, S.36)

[0007] Diese Mischung ist jedoch unvollständig. Die Notwendigkeit ihrer Änderung ist unter anderem durch eventuelle Erhöhung der Konzentration an Vanadin-, Kalzium-, Mangan- und anderen Oxyden hervorgerufen. Unter diesen Bedingungen ist es erforderlich, die Zusammensetzung der Vanadinschlacke zwecks Erreichung höherer Kennziffern der Ausbringung des Vanadins zu optimieren.

[0008] Ein pyrometallurgisches Verfahren zur Ausbringung des Vanadins aus den Titanomagnetiterzen, das die Vanadinscnlackenbildung in Konvertern vorsieht, ist auch in China realisiert (Sokolova K.N. Proizvodstvo i potreblenie vanadia za rubezhom. Bulletin des Institutes "Chermetinformatsia", 1981, Heft 10, (894), 3.3-15). Die Vanadinschlacke, die, in Masse-%, 10-15 V205; 35-45 FeO; 8-13,5 TiO₂; 7,6-35,4 SiO₂; 2,7-5,7 MnO; 0,9-1,5 CaO enthält und aus Roheisen isorten erhaiten 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 Reaktionsteilnehmern verbunden.

[0009] Bekannt ist 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 Man; 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 Zusammensetzung der Schlacke ist jedoch offensichtlich nicht ideal für die Gewinnung von Vanadinpentoxid; die Temperaturbedingungen 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 Schlacke aufschließen.

[0011] Die Hauptkennziffer der Verfahren zum Frischen vanadinhaltiger Roheisen unter Entstehung von Vanadinschlaoke ist der Grad der Ausbringung von Vanadin in die Schlacke, der sicn 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 in Südafrika realisiert wurde (s. Journal of the Iron and Steel Inst., April 1970, 8.340), 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 L.A. "Metallurgischeskaya pererabotka titanomagnetitovykh rud"; Swerdlovsk, Verlag des Instituts "UralNII-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 Vanadinschlakke 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 bestens 5 % in der UdSSR und 8,6 % in Südafrika (Verweise auf die Quellen sind dieselben).

[0014] Auf solche Weise betragen 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 vanadysoderzhaschikh chugunov", S.597-601). Auch dieses Verfahren beseitigt jedoch nicht die Vanadinverluste bei Steigerung der Temperatur vom Metall am Ende der Ausbringung von Vanadin auf 1400°C und darüber.

Offenbarung der Erfindung

[0016] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Vanadinschlacke bei der Oxydation vanadinhaltigen 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-, Silizium-, ManGan-, Titan-, Eisen-, Grom-, Kalziumoxide und Granalien metallischen Eisens mit in diesem aufgelöstem Kohlenstoff aufweisen, und die, erfindungsgemäß, sich dadurch kennzeichnet, daß sie die folgende chemische Zusammensetzung, in Masse-%:

und die folgende mineralogische Zusammensetzung, in Masse-%:

aufweist, wobei die Körner des Spinellids eine regelmäßige von Form und Größe von 25 bis 80 µm haben.

[0018] Die erfindungsgemäße Mischung von Vanadinschlacke 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 hochstens 5 % ermöglicht;

- sie ermöglicht Vanadinverluste bei der Vorbereitung der Schlacke für das Rösten (Zerkleinerung, Sepa- ration) von höchstens 5 %;

- ein hoher Grad der Ausbringung von Vanadin aus der Schlacke nach dessen oxydierendem Rösten unter Zusatz bei Wasser- und (oder Säureextrahiehrung von "Abbrand")im Prozeß der Herstellung von Vanadinpentoxid;

- eine effektive Legierung von Metall - Gußeisen, Stahl, Legierungen - durch Vanadin.

[0019] Eine Variante der erfindungsgemäßen Mischung der Schlacke ist die Scnlacke, die als Bestandteile Alkalimetalloxide und Kohlenstoff enthält und die folgende chemische Zusammensetzung, in Masse-%, aufweist:

[0020] Ein Vorteil dieser Mischung der Van_adinschlacke besteht darin, daß eine Vereinigung der Oxide von Alkalimetallen und des Kohlenstoffes zur Verbesserung der Mikrostruktur von Schlacke führt. Dabei vergrößert sich die dur chschnittliche Größe des Spinellidkornes,was die hauptsächliche vahadinhaltige Phase der Vanadinschlacke ist. Ein anderer Effekt der vereinbarten Wirkung dieser Komponenten ist die Erhaltung einer porigen Mikrostruktur von Spinellid. Der letztere Umstand ist sehr wesentlich, da dabei infoige der Vergrößerung der Reaktionsfläche die Zerstörung eines Spinellidkornes bei den Oxydations-Redaktions-Reaktionen erleichtert wird und die Entstehung einer neuen Phase nicht nur an der Peripherie eines Spinellidkornes sondern auch im Porenumfang erfolgt, was letzten Endes die Intensifikation und Zunahme der Vollständigkeit der Ausbringung von Vanadin zu einem Fertigprodukt verursacht.

[0021] Die erfindungsgemäße Vanadinschlacke wird nach einem Verfahren hergestellt, das das Eingießen in einen Konverter von Vanadinschlacke, Zusetzen eisenhaltiger und (oder) Flußmittelkomponenten, Verblasen des Roheisens mit gasförmigem Oxydationsmittel unter Gewinnung von Zwischenprodukt bzw. Stahl und Schlacke vorsieht und sich, erfindungsgemäß, dadurch kennzeichnet, daß man als vanadinhaltiges Ausgangsroheisen Roheisen der folgenden Zusammensetzung, in Masse-%:

verwendet und dessen Verblasen mit einem Oxydationsmittel führt, wobei die Durchsatzmenge 1,5 bis 3,0 m³/t·min (umgerechnet auf Sauerstoff) beträgt ; das Verblasen beginnt bei einer Temperatur von Roheisen von 1180 bis 1300 °C und endet bei 1400-1650 °C; die spezifische Fläche des Badspiegels beträgt 0,13 bis 0,3 m²/t.

[0022] Zur Erhöhung der Qualität der erhaltenen Schlacke, Verminderung des Verbrauchs an flüssigem Roheisen sowie zur Steigerung der Ausbringung von Vanadin in die Schlacke und Ausbeute an Metall am Ende des Herstellungsprozesses ist es empfehlenswert, vor dem Verblasen auf die Oberfläche von Roheisen schlackenbildendes Gemisch aufzugeben, das die folgende Zusammensetzung, in Masse-%, aufweist:

[0023] Dieses Verfahren gestattet es, Vanadin in die Schlakke zusätzlich einzuführen.

[0024] Außerdem ist es zweckmäßig zur weiteren Verminderung des Verbrauchs an flüssigem Roheisen, Erhöhung der Konzentration von Vanadinoxid in der Schlacke und zur Verbesserung von deren Mikrostruktur vor dem Verblasen in den Konverter Stahlschrott. in einer Menge von 1 bis 10 % der Roheisenmasse und nach Ablauf von 15 bis 25 % der Zeit des Verblasens Zunder in einer Menge von 4 bis 10 % einzuführen.

[0025] Zur Beibenaltung 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 60-70 % kalziumhaltige Flußmittel eingeführt.

[0026] Zur Verminderung des Gehaltes an Eisenoxiden in der Vanädinschlacke nach dem Verblasen von Roheisen mit Sauerstoff wird das Zwischenprodukt bzw. der Stahl mit einem inerten Gas durchgeblasen.

[0027] Die genannten und andere Vorteile der Erfindung werden anhand eingehender Beschreibung des Verfahrens näher erläutert.

[0028] Vanadinschlacke der oben genannten Zusammensetzung wird aus Vanadinroheisen durch dessen Oxydation mit gasförmigem Oxydationsmittel hergestellt. Es wurde festgestellt, daß die genannte Zusammensetzung der Schlacke durch chemische Zusammensetzung von Roheisen bestimmt wird das, erfindungsgemäß, wie oben erwähnt die folgende Zusammensetzung, in Masse-%, aufweist::

[0029] Roheisen solcher Zusammensetzung wird in konventionellen Hochöfen erschmolzen, die meistenteils einen geringen Nutzraum (unter 1000 m³) haben, unter Bezugnahme auf jeweils bekannte Besonderheiten des Durchschmelzens von Titanomagnetiten, die durch Bildung <im Ofenherd> von Titanoxykarbonitriden <> hervorgerufen werden.

[0030] Eine. Veränderung der Menge der Bestandteile von Roheisen, die die genannten Grenzen selbst für einen von diesen überschreitet, führt zu unerwünschten Folgen.

[0031] 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 %,mas deren Weiterverarbeitung zu Vanadinpentoxid erschwert.Eine Vergrößerung der Konzentration von Vanadin im Roheisen über 0,90 % ist jedoch unerwünscht, weil bei dieser Konzentration von Vanadin die entstehende Vanadinschlacke über 30 % Vanadinoxid enthält und dabei sowohl die Vollständigkeit der Verschlackung von Vanadin als auch die VollständigKeit der Abscheidung der Vanadinschlacke vom Metall (infolge von Verdikkung) sich vermindern, was zur Erhöhung der Vanadinverluste führt.

[0032] Die Rolle von in Roheisen aufgelöstem Silizium und Mangan in der vorgeschlagenen Menge besieht darin, daß sie bei der Oxydation samt den Eisenoxiden eine dünnflüssige Silikatkomponente bilden, die für die Formierung und das Wachsen der spinellhaltigen Phase notwendig ist. Dabei ist eine Konzentration von Silizium in Roheisen über 0,35 % dadurch unerwünscht, daß bei der Konzentration von Silizium in Roheisen von über 0,35 % die Konzentration von Vanadinoxiden unter das erforderliche Niveau von 16 % sinkt.

[0033] Ähnliche Ursachen beschränken auch den zulässigen Bereich der Konzentrationen von Mangan in Roheisen.

[0034] 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 Oxydation von Vanadin in Schlacke und zur Verminderung der Verluste bei der Abscheidung der Schlacke vom Metall bei, was die Ausbringung von Vanadin höher macht.

[0035] Die Wirkung von in Roheisen aufgelöstem Kupfer, Nikkel und Kobalt, die die Aktivität von Kohlenstoff steigern, besteht darin, daß sie Erhöhung des Anteils von Sauerstoff bewirken, der für die Oxydation von Eisen und ande-rer schlackenbildender Komponenten, darunter auch von Vanadin, verbraucht wird, und somit indirekt auch zur Erhöhung der Intensität und Vollständigkeit der Oxydation von Vanadin sowie dessen Ausbringung aus Roheisen in die Schlacke beitragen.

[0036] Das Vanadinroheisen der obengenannten Zusammensetzung wird erfindungsgemäß in einen Konverter eingegossen und mit einem gasförmigen Oxydatiorismittel dur chgeblasen (oxydiert), beispielsweise mit Sauerstoff bei einer Durchsatzmenge von 1,5 bis 3,0 m³/t·min, bei einer Temperatur von Roheisen am Anfang des Verblasens von 1180 big 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 m²/t.

[0037] Diese Parametergrößen des Verfahrens gewährleisten eine vollständige und intensive Einrührung eisenhaltiger Zusätze (Kütlstoffe) und/oder Flußmittelzusätze, ins Bad zwecks Intensivierung der Vanadinoxydation und Erhaltung einer Vauadinschlacke der erforderlichen chemischen, mineralogischen und granulometrischen Zusammensetzungen, die eine notwendige Sorptionsfähigkeit inbezug 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 <an dessen Umfang> optimaler Silikathaut <> verursacht. Diese Vorteile erhöhen bedeutend die Wirksamkeit einer Weiterverarbeitung von Schlacke zu Vanadinpentoxid. Es sei 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 Scnlacke beiträgt.

[0038] Dabei ist zu betonen, daß die Hauptrolle bei Sicherung der genannten Effekte die Verbindung der spezifischen Fläche des Badspiegels mit der Intensität der Oxydationsmittelzufuhr spielt. Das Überschreiten selbst von einem der Parameter der genannten Grenzen führt zu unerwünschten Folgeerscheinungen. So bewirkt zum Beispiel die Verminderung spezifischer Fläche des Badspiegels auf unter 0,13 m²/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 disenoxiden, Verminderung der Korngröße von Spinellid). Eine Vergrößerung derselben auf über 0,30 m²/t aber wirkt sich auch negativ auf die betreffenden Kennzifern aus und führt zu lokalen Abweichengen von dem erforderlichen Gehalt sowohl der Schlacke wie auch des Metalls.

[0039] Die Anfangstemperatur von Roheisen ist ebenfalls von großer Bedeutung für aie Erreichung der gestellten Auf- gabe. 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) nervor.Eine Temperatursteigerung auf über 1300 °C führt zu einer bedeutenden Intensitätszunahme des Ausbrennens von Kohlenstoff unmittelbar am Anfang des Verblasens, was die Oxydation von Vanadin verlangsamt und dessen Verschlackungsgrad herabsetzt.

[0040] 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, wo die-Temperatur bei solchem Verschlackungsgrad von Vanadin in der Regel 1350 °C nicht übersteigt. Dabei erfolgt die Verminderung des 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.

[0041] 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.

[0042] Höchst zweckmäßig ist bei der Durchführung des Verfahrens die Verwendung eines schlackenbildenden Gemisches, das die Abfälle von vanadinhaltigen Erdölsorten wie Masut, Magnetfraktion von Vanadinschlacke und Walzzunder enthält und die Zusammensetzung wie oben erwähnt aufweist.

[0043] 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 zum oxydierenden Rösten bei Erzeugung von Vanadinpentoxid, sondern auch darin, 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 zur Erhaltung 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 Gemisohes 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.

[0044] 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 für oxydierendes 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 gleichmäßiggemachte chemische Zusammensetzung der Magnetfraktion der Vanadinschlacke ist, in Masse-%, wie folgt: 50 bis 80 Fe_metall; 2 bis ⁶ V₂O₅; 1 bis 3 MnO; 2 bis 8 SiO₂; 1 bis 3 Ti0₂; 5 bis 20 Fe (in Oxyden); 0,03 bis 0,05 P; 0,02 bis 0,03 S; 0,1 bis 2,0 C.

[0045] 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.

[0046] 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 vom Konverter auswirkt.

[0047] 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 einem Gehalt von unter 5 % ist ihre Anwesenheit im Gemisch fast unzweckmäßig.

[0048] Zu einer weiteren Erhöhung der Schlackenqualität, ins- besondere zur Abnahme deren Makro- und Mikro Inhomogenität sowie zur Erhöhung der Konzentration von Vanadinoxiden und Herabsetzung des Verbrauchs an flüssigem Roheisen, wird

[0049] 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 yerschlackt 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.

[0050] Bei der Anwendung dieses Verfahrens mindert sich aber wesentlich die Makro- und Mikroinhomogenität von Schlacke, was äußerst wichtig für deren weitere Anwendung für die Erzeugung von Vanadinpentoxid ist.

Bevorzugte Ausfuhrungsvarlanten der Erfindung

[0051] I. 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; 0,10-020 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 eingegossenen Roheisens soll dabei das Erhalten einer spezifischen _Flä- che des Badspiegels in einem Bereich von 0,15 bis 0,25 m²/t gewährleisten.

[0052] Die Temperatur von Roheisen 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 m³/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 1470°C, in Masse-%: 2,4-2,8 G; Si - Spuren; Ti - Spuren; 0,02--0,04 V; 0,03-0,06 P; 0,02-0,04 S; 0,08-0,12 Cu; 0,08-0,12 Ni; 0,001-0,11 Co.

[0053] Das erhaltene Metall - Zwischenprodukt - wird in eine Pfanne durch die Ablaßöffnung abgegossen, und die Vanadinschlacke wird im Konverter zurückgelassen.

[0054] Dann wiederholt sich der Zyklus, und nach Beendigung des Sauerstuffaufblasens 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; 0,03-0,04 V; 0,02-0,06 P; 0,02-0,035 S und besitzt eine Temperatur von 1420 bis 1450 °C.

[0055] 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:

[0056] Die Körner vom Vanadinspinellid kristallisieren in Form regelmäßiger geometrischer Körper, ihre Größe beträgt 30 bis 60 µm.

Variante II

[0057] In demselben Konverter wird Roheisen derselben Zusammensetzung wie in der Variante I 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 dem der Sauerstoff mit einer Durchsatzmenge von 2,2-2,8 m³/t·min von oben durch eine Winddüse zugeführt wird, wird das Verblasen eingestellt, und das 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.

[0058] Das erzeugte Metall wird nach dem Abgießen mit schlakkenbildenden Gemischen behandelt und vergossen oder zur Stahlerzeugung in einem SM-Ofen anstatt des Roheisens verwendet.

[0059] Die nach dieser Variante hergestellte Schlacke enthält, in Masse-%:

und weist .dabei die folgende mineralogische Zusammensetzung auf, in Masse-%:

wobei die Körner von Vanadinspinallid, die eine regelmäßige geometrische Form aufweisen, eine Größe von 40 bis d0 µm haben. 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.

[0060] Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden nachstehend konkrete Beispiele angeführt, die die Herstellung von Vanadinschlacke verschiedener Zusammensetzungen illustrieren.

Beispiel 1

[0061] In einen Konverter wurden84 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.

[0062] Dann wurde in den Konverter in einer Menge von 40 kg/t schlackenbildendes Gemisch (Kühlmittel) eingeführt, das, in Maase-%, aufweist: schwere Kohlenwasserstoffe - 6 (2,4 kg/t), Magnetfraktion der Vanadinschlacke - 20(8 kg/t), Zunder - 74 (29,6 kg/t).

[0063] Die Durchsatzmenge des von oben aufzublasenden Sauerstoffs betrug 3 m³/t·min, und die spezifische Fläche des Spiegels flüssigen Metalls machte 0,3 m³/t aus.

[0064] 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.

[0065] 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.

[0066] 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.

[0067] Die gebildete Schlacke, die von zwei Schmelzungen gespeichert worden war, enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid -- 16; Siliziumoxid - 24; Manganoxid - 6;Chromoxid - 1; Titanoxid - 6; Kalziumoxid - 0,3; Granalien von metallenem Eisen - 8; Eisenoxid - Rest.

[0068] 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.

[0069] Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 95 %.

[0070] Der Abscheidungsgrad der Vanadinschlacke vom Metall betrug 95 %. Die Ausbringung von Vanadin aus dem Roheisen in die Schlacke beträgt 90,2 %.

Beispiel 2

[0071] In einen Konverter wurden200 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 des Roheisen^sbetrug 1280 °C.

[0072] 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 kg/t), Walzzunder -- 94,5 (47,25 kg/t), eingesetzt.

[0073] Die Durchsatzmenge des von oben zugeführten Sauerstoffes beträgt 2 m³/t·min, und die spezifische Fläche des Spiegels flüssigen Metalls ist gleich 0,13 m³/t.

[0074] Nach der Beendigung des Verblasens beträgt die Metalltemperatur 1400 °C und der Gehalt an Vanadin und Kohlenstoff - 0,028 bzw. 2,8 %.

[0075] Das hergestellte Metall wurde in eine Pfanne abgegossen und die Schlacke für die nachste Schmelzung ganz im Konverter zurückgelassen.

[0076] Bei einer anderen Schmelzung, cie 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.

[0077] Die erzeugte Schlacke, gespeichert von zwei Schmelzungen, enthält, in Masse-%: Vanadinoxid - 20,4; Siliziumoxid--14,2; Manganoxid - 10,4; Cromoxid - 2,4; Titanoxid - a,6; Kalziumoxid - 1,5; Granalien von metallenem Eisen - 10,2; Eisenoxid - Rest.

[0078] 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 regeimäßige geometrische Form.

[0079] Der Verschlackungsgrad von Vanadin beträgt 94,3 %.

[0080] 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

[0081] In einen Konverter wurden22 t Vanadinroheisen eingegossen, das enthält, in Masse-%: 4,8 C; 0,90 V; 0,05 Si; 0,15 Mn; 0,18 Ti; 0,42 Or; 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 m²/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,b.

[0082] Das erhaltene Metall wurde abgegossen, und die Schlakke wurde teilweise im Konverter für die nächste Schmelzung zurückgelassen.

[0083] Bei anderem Schmelzen, das unter denselben Ausgangsparametern geführt worden war, wurde Metall mit einer Temperatur von 1430 °C und demselben Gehalt an Vanadin und Kohlenstoff erhalten.

[0084] Die gebildete Schlacke, gespeichert von denbeiden Scnmelzungen (von der einen nur teilweise), enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid - 30; Siliziumoxid - 10; Manganoxid -- 6,4; Titanoxid - 7,4;Chromoxid - 12; Kalziumoxid - 2,1; Granalien von Metalleisen - 6,2; Alkalimetalloxid - 9,0; Kohlenstoff - 0,1; Eisenoxid -Rest.

[0085] 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.

[0086] Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 95 %. Der Grad der Abscheidung der Schlacke vom Metall machte 97 % aus. Die Ausbringung aus dem Roheisen in die Schlacke betrug also 92 %.

Beispiel 4

[0087] In einen Konverter wurden22 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 Roheisensbetrug 1240 °C.

[0088] 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 m²/t. Die Durchsatzmenge der von unten zugeführten Luft (umgerechnet auf Sauerstoff) betrug 3 m³/t·iain.

[0089] 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.

[0090] Das hergestellte Metall wurde abgegossen, und die Schlacke wurde völlig im Konverter für die nächste Schmelzung zurückgelassen.

[0091] Bei . zwei nachfolgenden Schmelzungen, die unter Speicherung von Schlacke bei denselben Parametern durchgeführt wurden, liegt der Genalt an Vanadin und Kohlenstoff im Metall auf einem Niveau von 0,03 bzw. 2,6 %.

[0092] Die Vanadinschlacke, gespeichert von drei Schmelzungen, enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid - 16,6; Siliziumoxid - 12; Manganoxid - 10;Chromoxid - 12; Titanoxid - 14; Alkalimetalloxide - 1,5; Kalziumoxid - 0,8; Kohlenstoff -- 2,0; Granalien von Metalleisen - 20; Eisenoxid - Rest.

[0093] 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 Verscnlackungsgrad von Vanadin betrug 93,2 %. Die Ausbringung von Vanadin in die Schlacke - 89,5 %.

Beispiel 5

[0094] In einen Konverter wurden162 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 Roheiseus im Konverter betrug 1280 °C^.

[0095] 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 m³/t. Die spezifische Fläche des Badspiegels machte 0,18 m²/t aus.

[0096] Nach der Beendigung des Verblasens hatte das Metall eine Temperatur von 1470 °C, und der Genalt an Vanadin und Kohlenstoff im Metall machte nach Beendigung des Vanadinausbringens 0,03 bzw. 2,2 % aus.

[0097] Das Metall wurde abgegossen, und die Schlacke wurde völlig im Konverter zurückgelassen, danach wurde der Zyklus von neuem mit den selben Anfangsparametern wiederholt. Die Metalltemperatur betrug bei der zweiten Schmelzung 1480 °C unter demselben Gehalt an Vanadin. Der Kohlenstoffgehalt wurde auf 2,1 % herabgesetzt.

[0098] Die nach zwei Schmelzungen gesammelte Schlacke enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid - 25,6; Siliziumoxid - 14,1; Manganoxid - 8,4; Titanoxid - 8,5;Chromoxid - 1,4; Kalziumoxid - 3,0; Alkalimetalloxid - 2,1 ; Kohlenstoff 0,5; Granalien von Metalleisen - 8,4; Eisenoxid - Rest.

[0099] Die mineralogische Zusafumensetzung 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

[0100] In einen Konverter wurden 162 t Roheisen derselben Zusammensetzung wie im Beispiel 5 eingegossen. Die Temperaturdes Roheisensbetrug 1275 °C. Vorher wurde in den Konverter 6,5 t (4 %) Stahlschrott eingeführt.

[0101] Die Durchsatzmenge des von oben aufgeblasenen Sauerstoffes betrug 2,5 m³/t·min, und die spezifische Fläche des Badspiegels war gleich 0,18 m²/t.

[0102] 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.

[0103] 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 entmielt, in Masse-%: Vanadinoxid-28,4; Siliziumoxid-18,1; Manganoxid-8,2; Titanoxid-10,8; Cromoxid-2,3; Kalziumoxid-1,4; Granalien von Metalleisen - 3,2; Eisenoxid - Rest. Die mineralogische Zusammensetzung der Scnlacke 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

[0104] In einen Konverter wurden162 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.

[0105] Die Durchsatzmenge des von oben zugeführten Sauerstoffes betrug 2,5 m³/t·min, und die spezifische Fläche des Badspiegels war gleich 0,20 m²/t.

[0106] Nach 3 Minuten (15 % der Zeit des Verblasens) wurde 9,6 t Zunder (6 %) zugesetzt, und das Verblasen wurde fortgesetzt.

[0107] Nach Beendigung des 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 Schlakke enthielt, in Masse-%: Vanadinoxid 27,8; Siliziumoxid 17,4; Manganoxid 8,0; Titanoxid 9,2;Chromoxid 3,1; Kalziumoxid 1,6; Granalien von Metalleisen 3,6; Eisenoxid-Rest.

[0108] Die mineralogische Zusammensetzung der Schlacke blieb dieselbe, die Größe vom Spiaellidkorn einer regelmäßigen Form betrug 60 - 80 µm.

[0109] Nach zwei Zyklen der Schlackenspeicherung veränderten sich die Kennziffern für die Qualität von Scnlacke nicht.

Beispiel 8

[0110] In einen Konverter wurden160 t Vanadinroheisen vorheriger Zusammensetzung und mit derselben Temperatur wie im Beispiel 7 eingegossen. Vorher wurden20 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 Durcnsatzmenge von 3,0 m³/t min und bei einer spezifischen Fläche des Badspiegels von 0,20 m³/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 Kalziumoxid; 17,9 Siliziumoxid; 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 die nächste Schmelzung zurückgelassen.

Beispiel 9

[0111] Bei denselben Parametern wie in den Beispielen '7und d beschrieben wird die Herstellung von Vanadinsohlacke 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 Kalziumoxid; 15 Siliziumoxid; 10 Manganoxid; 2,1 Cromoxid; 9,6 Titanoxid; 2,0 Granalien von Metalleisen; . Rest - Eisenoxid. Der Verschlaokungsgrad von Vanadin beträgt am Ende des Vorganges und bei einer Temperatur von 1600 °C -92,5%.

Beispiel 10

[0112] In einem Konverter wurden20 t Roheisen der Zusammensetzung wie im Beispiel 7 mit Sauerstoff von oben bei einer Durchsatzmenge von 1 m³/t min und von unten (2 m³/t min) durch Düsen "Rohr in Rohr" bei einer spezifischen Fläche des Badspiegels 0,3 m³/t verblasen. Vor dem Eingießen von Roheisen wurde in den Konverter Schrott (10 % der Roh- eisenmasse) und Kalkstein (65 % der Gesamtmenge für eine Schmelzung) eingesetzt.

[0113] Nach Beendigung des Verblasens betrug die Basizität der Scnlacke 1,2 unter folgendem Verhältnis der Komponenten in der Schlacke, in Masse-%: 30 Kalziumoxid; 25 Siliziumoxid; 17,4 Vanadinoxid; 18,4 Mn, Cr- und Ti-oxide; 2,0 Granalien von Eisen; Eisenoxid - Rest.

[0114] Das Metall weist eine Temperatur von 1620 °C auf und enthält 0,44 % C, 0,04 % V, 0,028 % P.

Beispiel 11

[0115] In einen Konverter wurden20 t Roheisen derselben Zusammensetzung und Temperatur wie im Beispiel 7 angeführt eingegossen. Das Verblasen wurde mit einer Durchsatzmenge von 3 m³/t·min bei spezifischer Fläche des Badspiegels von '0,3 m²/t durchgeführt.

[0116] 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 m²/t·min innerhalb von 2 min durchgeblasen. Der Vanadingehalt im Metall betrug nach Beendigung des Verblasens mit Sauerstoff 0,04 %, nacn dem Verblasen des Metalls mit Argon bei C=0,25 % stieg der Vanadingehalt im Metall auf 0,05 % an.

[0117] Die Vanadinschlacke betrug vor dem Verblasen mit Argon, in Masse-%: 24,8 Vanadinoxid; 14,2 Siliziumoxid; 3,6 Granalien von Eisen; 6,2 Kalziumoxid; 24,2 Eisenoxid; den Rest bilden Mn, Cr, Ti-oxide.

[0118] Nach dem Verblasen mit Argon enthielt die Schlacke, in Masse-%: 26,8 Vanadinoxid; 14,1 Siliziumoxid; 3,8 Granalien von Eisen; 6,4 Kalziumoxid; 18,6 Eisenoxid; Mn, Cr, Ti-oxide - Rest . Der Verschlackungsgrad von Vanadin betrug 89,5 %.

Gewerbliche Verwertbarkeit

[0119] Die vorliegende Erfindung kann im Gebiet der Schwarzmetallurgie bei der Verarbeitung von Titanomagnetiterzen auf metallurgischem Wege unter Ausbringen von Eisen und Vanadin verwendet werden.

[0120] Das bei diesem Schema der Verarbeitung von Titanomagnetiten erzeugte vanadinhaltige Hochofeneisen wird oxydierendem Verblasen in Konvertern unter Herstellung von Vanadinschlacke der erforderlichen chemischen, mineralogischen und granulometricchen Zusammensetzungen unterworfen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es dabei, die Qualität der Vanadinschlacke zu verbessern, die nicnt nur zur Herstellung von Vanadinpentoxid, sondern auch als Legierungskomponente zum direkten Legieren von Gußeisen, Stahl und Legierungen mit Vanadin verwendbar ist.

[0121] Das Verfahren ist einfach in Apparaturgestaltung und kann mit Erfolg in bestehenden Konverterhallen eingesetzt werden, die vanadinhaltige Roheisen verarbeiten.

[0122] Dessen Anwendung sowie die Verwendung von Senlacken der vorgeschlagenen Zusammensetzungen bringen eine beträchtliche Ersparnis von Reaktionspartnern.

Ansprüche

1. Vanadinsohlacke, die mineralogische Komponenten wie Spineilid, Glas, Pyroxene und Olivine aufweist, welche Vanadin-, Silizium-, Mangan-, Crom-, Titan-, Eisen-, Kalziumoxide und Granalien von Metalleisen mit in diesem aufgelösten Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zuzarumensetzung, in Masse-%, aufweist:

und die folgende mineralogische Zusammensetzung hat, in Masse-%:

wobei die Körner von Spinellid eine regelmäßige geometrische Form und eine Größe von 25 bis 80 µm aufweisen.

2. Vanadinschlacke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende chemische Zusammensetzung, in Masse-%, hat:

3. Verfahren zur Herstellung von Vanadinschlacke nach Anspruch 1, das vorsieht: Eingießen von Vanadinschlacke in einen Konverter, Zusetzen von Flußmittelkomponenten, Verblasen des genannten Roheisens mit gasförmigem Oxydationsmittel unter Erzeugung von Zwischenprodukt bzw. Stahl und Vanadinschlacke, dadurch gekennzeichnet, daß als Vanadinroheisen Roheisen der folgenden Zusammensetzung, in Masse-%, verwendet wird:

und das Verblasen von Roheisen mit einem Oxydationsmittel bei einer Durchsatzmenge von 1,5 bis 3,0 m³/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 spezifischer Fläche des Badspiegels 0,13-0,30 m²/t durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, das auf das Roheisen vor dessen Verblasen mit Oxydationsmittel ein schlaokenbildendes Gemisch der folgenden Zusammensetzung, in Masse-%, aufgegeben wird:

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Roheisen vor dessen Verblasen Stahlschrott in einer Menge von 1 bis 4 % der Roheisenmasse und nach 15 bis 25 % der Zeit des Verblasens Zunder in einer Menge von 4,5 bis 6,0 % eingeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Basizität der Vanadinschlacke beim Verblasen in einem Bereich von 1,0 bis 1,4 durch Einführung von 60 bis 70 % kalziumhaltigen Zusätzen aufrechterhalten wird.