Способ получения сплавов с ванадием

 

. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ С ВАНАДИЕМ из ванадийсодержащего шпака, включающий две стадии обра-ботки окисного расплава, селективноеуглетермическое восстановление .железа на первой стадии, отделение .образующегося металла от расплава, восстановление металлов из расплава на второй стадии, отличающийся тем, что, с целью сниже .ния кратности шлака и повьпиения из .влечения ванадия, селективное восстановление железа ведут до оста1яОчного содержания окислов железа 2,0-4,0% от веса ванадийсодержащего шлака, поддерживая при этом основность шлака 0,05-0,25, отношение-закиси марганца к двуокиси кремния в расплаве - в пределах 0,3-1,0 присадками марганцевой руды или концентрата , а восстановление металлов на второй стадии осуществляют углете& мическим процессом.«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК @В С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3306836/22-02 (22) 22.06.81 (46) 23.03.83. Бюл. 9 11 (72) Г.К.Плахов (53) 669.168(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 881143, кл. С 22 С 33/04, 1978..

2. Авторское свидетельство СССР

Р 246552, кл. С 21 С 7/00, 1964. (54)(.57), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ

С ВАНАДИЕМ из ванадийсодержащего шлака, включающий две стадии о6работки окисного расплава, селективное углетермическое восстановление железа на первой стадии, отделение

„.SUÄÄ 1006530 А образующегося металла от расплава, восстановление металлов из расплава на второй стадии, о т. л и ч а юшийся тем, что, с целью сниже.ния кратности шлака и повышения извлечения ванадия,- селективное восстановление железа ведут до остФгочного содержания окислов железа

2,0-4,0В от веса ванадийсодержащего шлака, поддерживая при этом основность шлака 0,05-0,25, отношение.закиси марганца к двуокиси кремния в расплаве — в пределах 0,3-1,0 присадками марганцевой руды или концентрата, а восстановление металлов на второй стадии осуществляют углетеч, мическим процессом. е

1006530

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к получению сплавов с ванадием и ванадиевых лигатур, и может быть использовано при переработке ванадийсодержащих шлаков в сплавы ванадия с другими химическими элементами, предназначенными для легиронания сталей, сплавон и чугунов.

Известен способ получения ванадиевых сплавов на первой стадии которого .из окисного расплана частично восстанавливают железо до остаточ- ного содержания era скислон в шлаке4,5-7,5%, используя н качестве восстановителя ферросилиций, а в ка- 15 честне флюса - известь. Затем отделяют полученный металл от окисного расплава на второй стадии. Из этого расплава металлотермическим способом восстанавливают металлы (1), 20

Недостатком способа является использование в качестве восстановителя на обеих стадиях процесса дорогостоящего ферросилиция, что исключает возможность восстановления в сплав кремния из шлака и приводит к увеличению количества отвального шлака за счет продуктов окисления восстановителя и значительных присадок извести, что влечет за собой увеличение потерь ванадия, кремния и марганца и рост себестоимости сплавов.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению и достигаемо-35 му эффекту янляется способ получения сплавов с ванадием в две стадии, На первой стадии исходный ванадий" содержащий шлак смешивают с коксом,. добавляют 5-10% плавикового шпата, расплавляют в электропечи и при 14001450о С, проводят селектинное углетермическое восстановление железа до остаточного содержания железа в расплаве порядка.10%, после чего шлак и восстановленный металл раздельно сливают в изложницы. На второй стадии обогащенный ванадийсодержащий шлак расплавляют в электропечи и восстанавливают ванадий из окислов кремния ферросилицием и алюминием с добанлением извести. При необходимости по лученный феррованадий рафинируют от избыточного содержания кремния, алюминия и титана тем же обогащенным ванадийсодержащим расплавом— продуктом первой стадии процесса г.2j.

Нецостатком первой стадии известного способа является введение в шихту дорогостоящего дефицитного плавикового. шпата, который, сыграв бО роль разжижителя, остается в шлаке балластом, увеличивает количество расплава и снижает эффект его обогащения ванадием„ а также высокое (10%) остаточное содержание железа. На второй стадии процесса восстановление ванадия, марганца и железа из окислов обогащенного шлака в сплав производится также дорогостоящими ферросилицием и алюминием в присутствии извести, что ведет к увеличению количества отваль.ного шлака. С увеличением количества отвального .шлака растут потери окислов ванадия, кремния, марганца, что дополнительно увеличивает себестоимость получаемых сплавов.

Целью изобретения является снижение кратности шлака и повышение извлечения ванадия.

Цель достигается тем, что .по известному способу получения сплавов с ванадием из нанадийсодержащего шлака,, включающему две стадии обработки окисного расплава, селектив ное углетермическое восстановление железа на первой, отделение образую. щегося металла от расплава, восстановление металлов из расплава — на второй стадии, селектинное восстановление железа нецут до остаточного содержания окислов железа 2,0-4,4% от веса ванадийсодержащего шлака, поддерживая при этом оснонность шлака

0,05-0,25, отношение закиси марганца к двуокиси кремния поддерживают н расплаве в пределах 0,3-1,0 присацками марганцевой руды или концентрата, а восстановление металлов на второй стадии осуществляют углетермическим процессом.

Селективное восстановление железа проводят для обогащения расплава окислами ванадия; восстановление железа целесообразно вести до остаточного содержания окислов железа в пределах 2,0-4,4Ъ от переплавленного ванадийсодержащего шлака, причем содержание окислов железа менее 2,0% сопровождается восстановлением и переходом в получаемый попутный. металл ванадия и марганца вместе с восстановленным железом. Увеличение содержания окислов железа более 4.,4% приводит к увеличению железа.в конечном сплаве и соответственно снижает содержание ванадия, кремния и марганца н нем.

При основности расплава менее

0,05 также увеличивается переход ванадия в ; основность более 0,25 нецелесообразна, поскольку в этом случае не будут изменяться условия перехода ванадия в попутный металл при одновременном увеличении количества отвального шлака, Для хорошего разделения металла и окисного расплава жидкотекучесть шлака в процессе обогащения обеспечивают за счет поддержания отношения закиси марганца к двуокиси крем1006530

Показатели

Предлагаемый

Известный

13 2

3,6

0,66 кокс марганцевый концентрат

0,36

1,0 плав ик ов ый шлат известь

4,6 ферросилиций ния в пределах 0,3-1,0, для чего, при необходимости, в шлак присаживают марганцевую руду, концентрат или другие марганцесодержащие добавки.

При снижении этого отношения ниже

0,3 резко возрастает температура плавления и вязкость шлака, что затрудняет процесс восстановления железа и разделения образующегося попутного металла и окисного расплава. При отношении выше 1,0 снижается 1Ц содержание окислов ванадия в обога щенном расплаве.

Применение в качестве разжижителей шлака окислов марганца позволяет отказаться от применения традици- 5 онных разжижителей: извести, плавикового шпата, окислов магния, обуславливает возможность применения дешевого углетермического,способа восстановления ванадия, кремния, марганца и железа в сплавы с уменьшением количества отвального шлака.

Частично восстановленный расплав, полученный на первой стадии, обеспечивает успешное получение сплавов с ванадием путем углетермического восстановления на второй стадии. . Пример. Плавки проводят в. дуговой электропечи емкостью 3 т, футерованной магнезитовым кирпичом.

Ванадийсодержащий конвертерный шлак в кусках размером менее 200 мм в количестве 3000 Kl смешивают с коксом и загружают в электропечь, где проводят нагрев, плавление и необходимый перегрев расплава с селективным восстановлением железа из окислов углеродом кокса.

После полного расплавления, перегрева и выдержки, необходимой для

Удельные расходы основных материалов, т конвертерный ванадийсодержащий шлак восстановления железа и хорошего раз- деления шлака и металла, отбирают пробы шлака для определения в ием остаточного содержания окислов железа, основности закиси марганца и двуокиси кремния. Жидкоподвижность шлака, необходимую для более полного восстановления окислов железа.и хорошего разделения шлака и металла, обеспечивают sa счет нагрева. шлака и металла до 1460 С (замер термопарой погружения) и отношения закиси марганца к двуокиси кремния в пределах 0,3-1,0. При этЬм жидкотекучесть шлака по вискозиметру Герти составляет 165 мм и визуально шлак жидкоподвижен. Основность полученного шлака 0,05-0,25.

При получении в пробе шлака содержания окислов железа 2,0-4,4% от загруженного конвертерного шлака, металл и шлак сливают в футерованный разливочный ковш и разливают в разную посуду, при этом вес попутного металла-составляет 680 кг .или 26%, а вес обогащенного шлака — 2040 кг или

68% от исходного ванадийсодержащего конвертерного шлака.

Обогащенный шлак охлаждают, дробят до величины кусков (-100 вы), смешивают с коксом в соотношении на

100 ч. шлака 35 вес. ч. кокса, загружают в руднотермическую печь, тде шихту подвергают нагреву, расплавлению и восстанавливают ванадий, крем,ний, марганцевое железо в сплав.

Срав нитель ные технико-экономические показатели плавок по известному и предлагаемому способам представлены в таблице.

1006530

Продолжение таблицы

Показатели

Известный

Предлагаемый

Переход в металл т/т ванадия .

0 84

0,84

0,4

3,4

2,7

Извлечение элементов, В

85

35

Выход отвального шлака, т/т ванадия

2,1

30

Использование предлагаемого способа позволяет сократить удельный расход ванадийсодержашего шлака, и ключить расход ферросилиция, плави кового шпата и извести, уменьшить кратность шлака при одновременном

Составитель О.Веретенников

Техред A.дч Корректор С.шекмар

Редактор Н.Егорова

Заказ 2056/43 Тираж 625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кремний марганец желе зо ванадий марганец кремний повышении извлечения ванадия, марганца и кремния.

В результате на каждой тонне извлеченного ванадия. в сравнении с из35 вестным способом экономическая эффективность составит 600 руб.