Способ подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия

 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия, в частности для рафинирования технической пятиокиси ванадия от железа и марганца. Целью изобретения является получение ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификация процесса и снижение потерь ванадия. Предложено оксидный расплав получать из технической пятиокиси ванадия и извести, а обрабатывать его феррованадием, содержащим 47-53% ванадия, 1-3% кремния, 0,3-0,1% углерода. При обработке оксидного расплава феррованадием исключаются потери ванадия с попутным металлом, как это имеет место в известном способе, в 2-5 раз увеличивается соотношение V<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">5</SB>/FE<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>+MNO в расплаве в результате его рафинирования. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСОУБЛИК

<д1) 4 С 22 С 33/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

00 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

0РИ ГКНТ СССР

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4408448/23-02 (22) 22.02.88 (46) 07.12.89. Бюл. М 45 (71)Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) Н.Г.Гладышев, С.П.Кошелев, Е.M.ÐàáèíoBè÷, Г.Ф.Мастыков, А.С.Белкин и Н.И.Денисов (53) 669.168 (088.8) (56) Рысс М.А. Производство ферросплавов. - М.: Металлургия, 1985, с. 302-303.

Авторское свидетельство СССР и 1381187, кл. С 22 С 33/04, 1986. (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ фЕРРОВАНАДИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия, в частности для рафинирования технической пятиокиси ванадия от железа и марганца.

Целью изобретения является получение ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификация процесса и снижение потерь ванадия.

Оксидный расплав получают из технической пятиокиси ванадия и извес- . ти, а обрабатывают его феррованадием, содержащим 47-534 ванадия, 1-33 кремния, 0,3-1,03 углерода.

„„SU„„1527307 A 1

2 подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия, в частности для рафинирования технической пятиокиси ванадия от железа и марганца.

Целью изобретения является получение ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификация процесса и снижение потерь ванадия, Предложено оксидный расплав получать из технической пятиокиси ванадия и извести, а обрабатывать его феррованадием, содержащим 47-531 ванадия, 1-34 кремния, 0,3-1,0ь углерода. При обработке оксидного расплава феррованадием исключаются потери ванадия с попутным металлом, как это имеет место е иееестмом способе, е 2-о Осе Щ увеличивается соотношение V +

+ Mn0 в расплаве в результате его рафинирования. 4 табл.

Использование в качестве оксидного ванадийсодержащего материала технической пятиокиси ванадия обусловленоо воз рос шим1 требованиями к качеству феррованадия. В частности,, выплавляемый известным способом феррованадий содержит 1,7-4,03 марганца. В то же время требуется феррованадий, содержащий О 8; О 6; 0,4 и даже 0,24 марганца при содержании ванадия не менее 503. Отсюда видна потребность ванадиевого производства в сырье с высоким содержанием оксида ванадия и низким содержанием посторонних оксидов, в частности оксида марганца, т.е. требуется специальная подготовка ванадийсодержа1527307 цего сырья, в частности технической пятиокиси ванадия, к плавке.

Использование феррованадия для рафинирования расплава практически полностью исключает потери ванадия, поскольку в отличие от известного способа в результате обработки расплава получается стандартный феррованадий, а не попутный некондиционный 10 металл.

Определяющая роль принадлежит содержанию в феррованадии, используемом для обработки расплава, пятиокиси ванадия с известью, ванадия, крем- 15 ния и углерода.

Оптимальный состав феррованадия установлен экспериментально. Во всех опытах массовое отношение расплав/феррованадий поддерживалось равным 0,3, основность расплава 2,0. Перемешивание расплавов осуществлялось азотом.

В аналогичных условиях проводились опыты по известному способу с использованием в качестве восстановителя жидкого чугуна. В результатах экспериментов показатели рафинирования ванадийсодержащего сырья приведены в пересчете на 100"ь-ное содержание оксидов ванадия, железа и марганца 30

В табл. 1 показано влияние содержания ванадия в сплаве.

В табл. 2 показано влияние содер=жания кремния в сплаве.

B табл. 3 показано влияние содер35 жания углерода в сплаве °

Из приведенных в табл. 1-3 данных следует, что предлагаемый способ обеспечивает степень восстановления железа и марганца из ванадийсодержа40 щего сырья соответственно в пределах

55-82 и 50-774 при степени перехода ванадия в сплав 3-10,53 и отношении оксида ванадия к оксидам железа и марганца 17,5-42,5. Средние значения

45 аналогичных показателей при использовании известного способа составляют соответственно 45, 40, 20 и 12,5ь.

Таким образом, предлагаемый способ подготовки ванадийсодержащего .сырья для выплавки феррованадия по сравнению с известным способом обеспечивает более высокую (в 1,5 раза) степень рафинирования сырья от окси5 дов железа и марганца и меньший в 3 раза переход ванадия в сплав из рафинируемого сырья при увеличении отношения оксида ванадия к оксидам железа и марганца в сырье в среднем в 2,5 раза.

Предлагаемые пределы содержания ванадия, кремния и углерода являются оптимальными.При содержании в исходном сплаве менее 473 ванадия, 1Ф кремния и 0,34 углерода отношение

Ч О

-- — --- находитс на уровне 11,7Fe<0,+ МпО (12,3, т.е. практически на уровне известного способа. При содержании в исходном сплаве более 531 ванадия, 3ь кремния и 1ь углерода отношение

Ч яО практически увеличиваРе,,0 + ИпО ется.

В известном способе теряется в среднем 203 ванадия исходного .-занадийсодержащего сырья, который переходит в жидкий передельный чугун. 8 предлагаемом способе 3-10,56 ванадия переходит в ванадиевый сплав, который является готовой металлопродукцией. !

1спользование ванадийсодержащего сырья, подготовленного по предлагаемому способу, обеспечивает выплавку феррованадия высших марок с низким содержанием марганца (менее lk).

Пример. Подготовка ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия.

8 дуговой электропечи ДС-6Н! с магнезитовой футеровкой силикоалюмотермическим способом производят выплавку феррованадия, содержащего 47-531 ванадия, 1-33 кремния, 0,3-1ь углерода, 1,8-2,3Ф марганца по действующей технологической инструкции. Плавку ведут в три периода: два восстановительных и рафинировочный. По достижении в третьем - рафинировочном периоде плавки приведенного выше химического состава феррованадия сливают рафинировочный шлак, а феррованадий (б т) оставляют в печи и приступают к порционному проплавлению смеси технической пятиокиси ванадия (904 Ч О, 5"ь Ре Оз, 2,5"ь МпО; оксиды других элементов 2,5Ф) с известью. Техническую пятиокись ванадия и известь вводят в количестве, обеспечивающем получение на зеркале сплава 0,9-2,4 т ванадийсодержащего шлакоизвесткового расплава с основностью

1,6-2,25. После проплавления всего необходимого количества материалов шлаковый расплав и сплав сливают

Таблица 1

Известный

45 47 53 56

Показатели рафинированияя

Степень восстановления железа, Ф

Степень восстановления марганца, ф

Степень восстановления ванадия, Ф

Отношение

80,0

45,0

42,0 62,5 78,0 79,5

35,0 53,8 74,8 76,0

15,о 10,5 4,7 3,5

40,0

77,0

20,0

3,0

ЧдО ц

«

Fe О+ МпО в исходном материале в обработанном материале

8,5 8,5 0,5 8,5

8,5

8,5

12,3 19,0 33,4 37 5

38,0

12,5

П р и м е ч а н и е. Исходный сплав содержит 2Ô Si и 0,653 С.

5 15273 в разливочный ковш с пористой огнеупорной пробкой в днище ковша и в течение 10 мин перемешивают азотом.

Основные результаты опытно-промышленного опробования предлагаемого

5 способа подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия приведены в таблице 4.

10 Полученный по предлагаемому спосо- бу оксидный ванадийсодержащий шлакоиэвестковый материал использовали взамен нерафинированной технической пятиокиси ванадия при выплавке высших марок феррованадия. 8 качестве железосодержащей части шихты применяли высокоуглеродистые металлизованные окатыши электрометаллургического комбината. Феррованадий, выплавленный 20 с использованием ванадийсодержащего сырья, подготовленного по предлагаемому способу, содержал менее 14 марганца.

Необходимо отметить, что феррова- 25 надий, который используют в предлагаемом способе в качестве рафинирующего реагента, по отношению к технической пятиокиси ванадия содержит повышенное на 0,3-0,7Ф количество gp марганца (табл. 4). Это удовлетворяет требованиям, предъявляемым к целому ряду марок ванадиевых сплавов менее ответственного назначения.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность выпуска в общем объеме производства 20-304 феррованадия высших марок, отвечающих требованиям новых стандартов, без изменения сырьевой структуры ванадиевого производства. ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

Способ подготовки ванадийсодержащего сырья, для выплавки феррованадия, включающий проплавление смеси оксидного ванадийсодержащего материала с известью и перемешивание шлакового расплава с углеродсодержащим металлическим расплавом при массовом отношении шлака к металлу в пределах 0,15-0,40 и поддержании отношения оксида кальция к оксиду кремния в шлаковом расплаве ма уровне

1 6 2 25, отличающийся тем, что, с целью получения ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификации процесса и снижения потерь ванадия, в качестве оксидного ванадийсодержащего материала используют техническую пятиокись ванадия, а в качестве углеродсодержащего металлического расплава - феррованадий, содержащий 47534 ванадия, 1-3"ь кремния, 0,3-1,0ь углерода.

1527307

Та бли ца 2 (si1. z !ока за тели рафи нирова ния

Известный способ

3,0 3,5

Степень восстанов-! ления железа, Степень восстанов83,0

35,0 60,0 78,0 . 82,0

45,0

54,5 74,8 77,3

3 5 4 7 6 5

30,0

78,1

40,0

1,0

10,0

20,0 ч о5

Fe>O + MnO в исходном материале в обработанном, материале

8,5 8,5 8,5 8,5

12,1 19,8 33,4 42,5

8,5

8,5

42,0

12,5

П р и м е ч а н и е. Исходный сплав содержит 503 V и 0,653 C.

Та бли ца 3

Известный

- способ

Показатели рафинирования

030651012

0,2

82,0

30,0 55,0 78,0 80,0

45,0

40,0

50,0 74,8 76,0

3,0 4,7 7,0

79,0

25,0

20,0

9,0

0 5 ч,од

Fe О + MnO в исходном материале в обработанном ., материале

8,5 8,5 8,5 8,5

8,5

8,5

12,5

П р и м е ч а н и е. Исходный сплав содержит 50ь Ч и 23 Si. ления марганца, ф

Степень восстановления ванадия, Ф

Отношение

Степень восстановления железа, Степень восстановления марганца, Ф

Степень восстановления ванадия, Ф

Отношение

11,7 17,5 33,4 36,0 36,0

1527307

Таблица 4

Состав сплава, Ф

N пlп

Время отбора проб

Состав ванадийсодержащего материала, Ф

Ч1О

Fe@Oy + МаО

Si С

Мп

Ч О FeI01 МлО

895 63 42

8,5

47,0

1,0

0,3

2,0

94,0

89,5

47,5

50,0

3,3

6,3

2,3

2,0

2,7

4,2

0,1

2,0

0,1

0,65

I5,7

8,5

50,8

53,0

33,4

8,5

2,6

2,0

1,6

6,3

0,15

3,0

0,3

1,0

97,1

89,5

1,3

4,2

54,1

97,8

44,4

0,2

0,75

1,2 1,0

2,7

П р и м е ч а н и е. Массовое отношение расплав/феррованадий 0,3; основность расплава 2,0; химический состав ванадийсодержащего материала приведен в пересчете на суммарное содержание оксидов ванадия, железа и марганца 100.ь.

Редактор В.Петраш

Заказ 7485/36 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

До обработки

После обработки

До обра бот ки

После обработки

До обработки

После обработки

Составитель О. Веретенников

Техред Л.Сердюкоав КоРРектоР,М.Васильева