Способ получения феррованадия

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ , включающий силикоалюминотермическое восстановление ванадийсодэржащих материалов с избыточным расходом восстановителя, выпуск шпака , последующее рафинирование кремнистого полупродукта смесью извести и пятиокиси ванадия, выпуск металла, отличающийся тем, что, с целью упрощения разделки и дробления слитка, снижения в сплаве содержания вредных примесей и сокращения потерь ванадия, в металл при выпуске подают кремнеземсодержащие Mafeриалы в количестве 2-10% от веса is eтaллa. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что кремнеземсодержащие материалы подают совместно с оксидами железа в соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) дц, g 2 2 С 3 3 / 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3748189/22-02 (22) 01.06.84 (46) 30. 1 t 85. Бюл. W 44 (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) А.С.Шаповалов, Е.И.Оськин, В.Г.Мизин, В.С.Волков, Н.И.Денисов и Г.А.лещенко (53) 669. 168 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 258348, кл. С 21 С 7/00, 1967

Рысс М. А. Производство ферросплавов. М.: Металлургия, 1975, с. 287. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ, включающий силикоалюминотермическое восстановление ванадийсодержащих материалов с избыточным расходом восстановителя, выпуск шлака, последующее рафинирование кремнистого полупродукта смесью извести и пятиокиси ванадия, выпуск металла, отличающийся тем, что, с целью упрощения разделки и дробления слитка, снижения в сплаве содержания вредных примесей и сокращения потерь ванадия1 в металл при выпуске подают кремнеземсодержащие ма1ериалы в количестве 2-10Х от веса металла.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что кремнеземсодержащие материалы подают совместно с оксидами железа в соотношении

1: (0,1-3).

3. Способ попп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ.и и с я тем, что в состав смеси вводят пятиокись ванадия в количестве 5-60X от веса смеси.

1194905

Способ относится к металлургии,. в частности к производству ферросплавов, например сплавов с ванадием.

Целью изобретения является упрощение разделки и дробления слитка, снижение в сплаве содержания вред ных примесей, сокращение потерь ванадия.

Кремнезем целесообразно подавать на проходящий по желобу металл {тем,пература металла перед выпуском составляет 1680-1740 С) равномерно на протяжении всего выпуска. Время

,выпуска плавки весом 7-9 т составляет 8-12 мин, т.е. скорость разливки металла составляет 500-1200 кг/мин

Скорость подачи, кремнезема при этом составляет 2-10Х от скорости разливки металла.

Способ допускает варианты пода чи кремнезема в металл при выпуске, например, в ковш до начала выпуска или же часть кремнезема в ковш до начала выпуска, а остальное на

I желоб, а также в промежуточные разливочные устройства перед разливкой в изложницы. Выбор варианта обусловлен наличием необходимого оборудования и не сказывается существенным образом на результаты.

Двуокись кремния, взаимодействуя

;с жидким металлом, вступает в химические реакции с магнием и ванадием, а образующиеся продукты реакции, растворяя в себе оставшийся кремнезем, способствуют формированию шлаковой фазы с сильно выраженным кислотным характером, являющейся окислителем по отношению к марганцу и предохраняющей металл от насыщения его азотом. Восстановленный кремний, ассимилируясь металлической фазой в процессе охлаждения, способствует формированию крупнозернистой структуры сплава. Располагаясь при этом по границам зерен и претерпевая в процессе охлаждения фазовые превращения, кремний придает сплаву напряженное состояние, вследствие чего у слитков появляется склонность к саморастрескиванию в процессе их охлажцения. Это позволяет увеличить массу слитка до 4-6 т (вместо 11,2 т), причем не требуется предваритсльнос измельчение слитков (перед отправкой их на щековую дробилку).

1О

При этом значительно уменьшается поверхность контакта с атмосферой, сокращаются потери при окислении и . отпадает необходимость ручной сборки фе рованадия в короба, поскольку шлак, попадающий в металл при разливке, не рассыпается в порошок, а сохраняет свою формУ,и в виде скардовины легко отделяется от металла.

Поэтому весь металл, включая и мелочь (поскольку последняя не перемешана со шлаком), является годным продуктом. Повышение выхода годного

I приводит к увеличению производительности.

Присадка кремнезема на металл в количестве менее 2Х не сказывается существенным образом на повышение хрупкости сплава, что приводит к недостаткам известного способа и не происходит заметного снижения концентрации марганца и азота. Избыток кремнезема (более 10X) приводит к переохлаждению сплава и загрязнению

25г его шлаковыми включениями.

Подача в металл кремнеземсодержащего материала совместно с оксидами железа позволяет одновременно снизить в сплаве содержание углеро30 да, марганца и азота.

При расходе оксидов железа менее чем О, 1 от веса кремнезема не происходит заметного снижения углерода и азота.

При расходе оксидов железа, более чем в 3 раза превышающем вес кремнезема, возрастает угар ванадия.

Добавка в состав присаживаемой смеси пятиокиси ванадия позволяет достигать в сплаве более низкие концентрации марганца и углерода без, снижения содержания ванадия в сплаве.

При содержании пятиокиси ванадия менее чем 5Х от веса смеси не происходит глубокое рафинирование сплава от углерода и марганца.

При содержании пятиокиси ванадия более чем 60Х от веса смеси снижается межфазное натяжение между шлаком

50 и металлом и шлаковая фаза не отделяется от металла.

Пример 1. В дуговой электропечи ДС-6Н с магнезитовой футеровкой проплавлением шихты, содержащей

55 техническую пятиокись ванадия (93X

U 0, 3,5Х NnO), ферросилиций (ФС75), металлоотсев и известь получили кремнистый полупродукт, который ра1194905 финировали смесью извести и пятиокиси ванадия, после чего скачали шпак в шлаковню, а металл, содержащий 45,6Х ванадия, 0,28Х углерода, 0,2% кремния, 3;5Х марганца, 0,020Х азота при отключенных электродах выпускали в ковш. В процессе выпуска (масса металла составила 7 т, время выпуска 10 мин, температура металла перед разливкой 1680 C) из. бункера на проходящий по Желобу металл равномерно в течение всего

Технологические показатели выплавки FeV с обработкой полупродукта при выпуске из печи оксидсодержащими материалами

Химический состав FeV до и после обработки, мас. Х

Материалы, присаживаемые на металл при выпуске

Номер опыта пятикварциты,Х от веСостав FeV до обработки

° 6 0 2 3 5 0 ° 28 окись ванадия Х от ве45 0 ° 02 са металла

Состав FeV после обработки са смеси

454 08 23 022 0018

45 2 12 1, 2 021 0016

45, 1 1,6 0,9 0,20 0,016

44, 1 0,9 1,0 О, 12 0,008

43,8 0,8 0,8 0,09 0,006

42 ° 3 0,6 0,6 0,08 0,005

0,08: 0,006

0,6

0,08

45,5 0,7

45,7 0,6

0,06 0,005

46, 1 0,4 0,02 0,05 0,005

45,6 0,6 3,5 0,28 0,040 (прото тнп) 10

3 45,$- 0,2 3,3 0,28 0,029.

65 40,1 0,4 1,2 0,19 0,016

0,05

12 оксиды железа (агломерат) доля от веса кварцитов

5 0,1

5 1

5 3

5 1

5 1. выпуска подавали кварциты фракции (-0,5 мм) или смеси предлагаемого состава. Затем метапл разлили в изложницы с массой слитка 3 5 т.

Быпа проведена плавка по известному способу, т.е. беэ обработки выпускаемого металла, все остальные параметры плавки быпи аналогичны описанным.

Результаты выплавки феррованадия представлены в таблице.

1194905

Расход электроэнергии, кВтч/т

Потери ванадия при окислеПримечание

Масса

Потери

FeV в слитка, Т нии на воздухее, Х, 2,5

Слитки в процессе охлаждения растрескивались, масса крупных слитков составляла 15-25 кг

1,6

2,2

1,8

1,9

1,9

2530 3,5

2540 3,5

2545 3,5

2,0

2,2

;(прототип) 22,5

3,2

2890 1,0

Растрескивание слитков не наблюдалось

2820 3,5

2885 3,5

0 5

10 19,5 11 24,3

Имел место проI цесс ошлакова-"

Г ния металла ванадий легко утилизируется, что позволяет не только повысить извлечение ванадия до 99,5-99,4Х, но и получить новый марганецванадиевый сплав без использования марганецсодержащих . шихтовых материалов. Такой сплав может быть использован для легирования определенных марок сталей, например трубных, типа 17ХГФА и других.

Получение феррованадия с низким содержанием углерода и марганца известными способами требует предварительной очистки пятиокиси ванадия виде некондиционных от ходов (возврат), Х

Предложенный способ позволяет значительно упростить операции разделки и дробления слитков, полностью, ликвидируя при этом ручной труд, сократить потери ванадия и получить феррованадий высшего качества с содержанием 0,02-2,3Х марганца, 0,05-.

0,22Х углерода и 0,005-0,008Х азота иэ рядовой технической пятиокиси ванадия (MnO 2,5-3,5X) при извлечении ванадия нэ пятиокиси ванадия в феррованадий 97-98Х. Перешедший в процессе обработки сплава при выпуске его нз печи в шпаковую фазу

2550 3,5

2533 3,5

2545 3,5

2520 3,5

2520 3,5

2530 3 5

Продолжение таблицы

Составитель О.Веретенников .Редактор И.Недолуженко Техред Л.Микеш Корректор Л.Патай

Заказ 7385/31 Тираж 582 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП ."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1 от марганца с последующей выплавкой низкоуглеродистого и низкокремнисто го феррованадия методом смешения расплавов.

Однако очистка пятиокиси ванадия от марганца связана с дополнительнымн потерями ванадия на стадии гидрометаллургии к тому же марганец в процессе переработки безвозвратно теряется со сливнымн водами. При

194905 8

:этом извлечение вайадия при выплавке феррованадия методом смешения реагентов низко и не превышает

80Ху т.е. потери ванадия на стадии электрометаллургического передела превышают 20Х.

Экономический эффект за счет ука занных выше преимушеств способа со1 ставляет порядка 500 руб. на тонну

10 получаемого феррованадия.