Способ получения феррованадия

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретно ванадийсодержащих сплавов. Целью изобретения является увеличение производительности, сокращение удельных расходов ферросилиция, электроэнергии, огнеупоров и улучшение качества. Плавку проводят с использованием окускованной шихты и предварительно восстановленного пентоксида диванадия углеродом. Окускованный продукт содержит оксиды кальция и магния при соотношении 1:/0,4 - 0,7/ в количестве 0,05 - 0,8 от массы триоксида диванадия и 20 - 90% от общего количества кремниевого восстановителя. Проплавление окускованного продукта осуществляют с присадкой извести и кремнистого восстановителя, поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе 1:/0,01 - 0,6/ при отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния, равном 1,6 - 2,5, и заканчивают процесс при соотношении оксидов кальция и оксидов магния в шлаке 1:/0,1 - 0,35/. За счет повышения температуры плавления предварительно окускованной части шихты, формирования оптимального состава расплава повышается степень извлечения восстанавливаемых металлов, снижается агрессивность расплава относительно футеровки печи. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s))s С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4402856/02 (22) 01.04.88 (46) 30.07,91. Бюл. М 28 (71) Научно-производственное объединение

:"Тулачермет" (72) А.С.Шаповалов, Г.К.Тарабрин, В.А.Григорян, P.À.Àëååâ и Е.И.Оськин (53) 669.168 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 258348, кл. С 21 С 7/00, 1967, Крамаров А,Д, и Соколов Н.Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 524. (54) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретно ванадийсодержащих сплавов.

Целью изобретения является увеличение производительности, сокращение удельных расходов ферросилиция, электроэнергии, огнеупоров и улучшение качества. Плавку проводят с использованием окускованной

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретно ванадийсодержащих сплавов.

Целью изобретения является увеличение производительности, сокращение удельных расходов ферросилиция, электроэнергии, огнеупоров и улучшение качества сплава.

Ванадийсодержащее сырье подвергают окускованию и предварительному восстановлению VzOs до Ч20э, затем его проплав„„Я3,„, 1666565 А1 шихты и предварительно восстановленного пентоксида диванадия углеродом. Окускованный продукт содержит оксиды кальция и магния при соотношении 1:(0,4 — 0,7) в количестве 0,05 — 0,8 от массы триоксида диванадия и 20 — 90 от общего количества кремниевого восстановителя. Пооплавлеwe окускованного продукта осуществляют с присадкой извести и кремнистого восстано-,. вителя, поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе 1:(0,01 — 0,6) при отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния, равном 1,6 — 2,5, и заканчивают процесс при соотношении оксидов кальция и окси- 3 дов магния в шлаке 1 .(0,1-0,35). За счет повышения температуры плавления предварительно окускованной части шихты, формирования оптимального состава расплава повышается степень извлечения восстанавливаемых металлов, снижается агрессивность распла ва ат нос и тел ь но футеровки печи. 2 табл. о ляют с присадкой извести и кремнистого восстановителя.

I д

Проведение плавки на окускованной шихте с предварительным восстановлением пентоксида диванадия углеродам и кремнием до VzOa позволяет повысить температуру плавления окускованной шихты до 15501600 С. При этом реакция восстановления триоксида диванадия кремнием начинает протекать в твердой фазе, а к моменту llpoплавления шихты восстановительный процесс практически завершается. Это

1666565 позволяет уже на ранней стадии шлакообразования иметь расплав, обогащенный оксидами магния при концентрации оксидов ванадия ниже концентрации диоксида кремния, т.е. недовосстановленные оксиды ванадия находятся в связанном состоянии в виде силикатов ванадия, Такой расплав является нейтральным по отношению к футеровке и не взаимодействует с огнеупора ми.

Формирующаяся же металлическая фа-! за при этом не содержит кремния (содержа-! ние кремния составляет 2 — 6 вместо

1 .30-40 в известном способе) и не оказывает разрушающее воздействие на подину и откосы.

Присадка на образующийся расплав ферросилиция и извести приводит к ослаблению силикатных группировок за счет увеличения,доли оксидов кальция в шлаке и одновременному довосстановлению вана дия при взаимодействии ферросилиция с ,оксидами ванадия в процессе его погруже1 ния в расплаве.

Таким образом, предложенный способ позволяет провести процесс при отсутствии контакта агрессивного расплава с огнеупорами, причем в шлаковой фазе эффект достигается не только исключением из системы пентоксида диванадия путем предварительного его восстановления углеродом, но и нейтрализацией вредного, воздействия триоксида диванадия за счет, связывания его в промежуточные соединения — силикаты ванадия. В металлической фазе отсутствие взаимодействия с огнеупооами достигается за счет проведения силикотермического процесса. преимущественно путем твердофазного восстановления триоксида диванадия и образования бескремнистого первичного металла. При этом в максимальной степени используется теплота экзотермических реакций, что в свою очередь позволяет сократить расход электроэнергии, ферросилиция, повысить производительность и улучшить качество сплава за счет снижения концентрации углерода растворенных газов и неметаллических включений, причем и параметры, отраженные в формуле изобретения, найдены опытным путем и отражают те пределы, в которых реализуется цель изобретения, Так, соотношение оксидов кальция и магния в окускованном продукте 1:(0,4-0,7) и их количество (0,05-0,8 от массы триоксида диванадия) являются оптимальными, При содержании оксидов магния менее

0,4 от массы оксидов кальция и их суммарном количес ве менее 0,05 от массы триок50

5

45 сида диванадия не удается достичь развития твердофазного процесса взаимодействия ферросилиция с оксидами ванадия, вследствие чего первичный металл насыщается кремнием, а шлаковая фаза — триоксидом диванадия, в результате чего происходит разрушение футеровки и загрязнение сплава газами и неметаллическими включениями.

При содержании оксидов магния более

0,7 от массы оксидов кальция и их суммарном количестве более 0,8 от массы триоксида диванадия проплавление шихты затруднено, расплав утрачивает жидкоподвижность, восстановительный процесс не получает развития, вследствие чего снижается производительность, повышается расход электроэнергии.

Содержание в окускованном продукте

20 — 90 от общего количества кремнистого восстановителя (нап ример, ферросилиция марки ФС вЂ” 75) является оптимальным. Недостаток ферросилиция в окускованном продукте (менее 20 ) приводит к образованию первичных шлаков, обогащенных оксидами ванадия, и взаимодействию их с огнеупорами.

При содержании ферросилиция в окускованном продукте более 90 не удается достичь полного восстановления ванадия из оксидов, что приводит к насыщению кремнием металлической фазы и разрушению футеровки, Присадку извести и ферросилиция в ходе проплавления окускованного продукта необходимо осуществлять порционно, поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе

1:(О;01 — 0,6) при отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния, равном

1,6 — 2,5.

При содержании триоксида диванадия в шлаковой фазе более 0.6 от концентрации диоксида кремния имеет место интенсивное взаимодействие расплава с магнезитовыми огнеупорами и разрушение футеров-, ки.

При содержании триоксида диванадия в шлаковой фазе менее 0,01 от концентрации диоксида кремния металличесая фаза насыщается кремнием, что приводит к перерасходу ферросилиция, флюса и разрушению подины и откосов печи.

При отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния менее 1,6 восстановительный процесс замедляется, вследствие чего снижается производительность, повышается расход электроэнергии, угар кремния.

1666565

При отношении оксидов кальцил к сумме оксидов ванадия и кремния более 2,5 шлаки утрачивают жидкоподвижность., чт: также приводит к затормаживанию восстановительного процесса, снижени,О производительности, перерасходу электроэнергии.

Соотношение оксидов кальция и оксидов маГния В шлаке 1;(0,,1 — 0,35), if pll котopQM зе8."::pff!8þT процесс, является Огггималь-! !.я

1 5С::

1)ри содержании Оксидов маГния:-! шла-! 8 i i8 Р 0,1 QT концентрации Оксl":ДОБ KBlfb ци -. происхОдит разрушение футеро:: ", 1,;:И Одег.:::- « INN ОКО:,;ДО8 Магн ;„;-: Б milG уе п: 5; 1, « ° цЕ«!ТГ5 „ :1, ß 1 Г ИДСВ

Gt елани/.Э КОРО:-:„.: ;О--:/.«8T,. " .«.. 1ЛЛВ:.",ОВОй .Г .,«Р чад . с," л гю 8 -!fr!«Q ."!OO ВОД(.,! «-,ЛЬНО

Ч-Ес; Ий П; . —,;„«,-Л ДИO,.ДИ::: Г;., O —:. Е .НИ0 +A 1 Р «1,, д ; Ба.g P « л «н lgf Qi 1,,4 1„ Гл подом

Н:;11 Ис. 1- ««: f н 1К; i,,,i ;I4 - « . f Î И ОК."ИВОВ . ff. р * "" " ОД 1:0 06

r /ОмfкпВ, .t Ва лy "„.1од 88, .Г л 1 Об. к - 1Г; 8Îñ

1 ста fQ8!rfT8rf f .Q! тмосфере f. 3 1-1ри =:00 С, 1. ч Г1ри 81.10 i v: . . ijpk i!: :1«.«

С1 ;1ож,1еннь:8 Окаты и: ;::.";л-"8..яли в

Лч;-ОБО(1 ЭлектоолеЧИ С;"1аг.—:= «!i-; - Вой <й1«ТЕPO>1 КОИ P 1оде i PQ, . Л81,,1,1,, Q,4;Qgj«Ю щийся расГlлав порционно Осуществляли присадк J смес л извести fi фероосилиция; поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе

1:0,6 при отношении оксидов кальция "сумме оксидов ванадия и кремния, равном 1,6, Присадку извести прекращали после устанОВления соотно1«18ния ОксидОВ кальция и оксидов магния в шлаке 1:0,35. Затем бедный по ванадию шлак (0,15 «ь Ч20з) скачивали, а кремнистый полупродукт, содержащий

47,17; ", 3,6;(, Мп; 0,15 4 С; 11;4 Si, подвергали рафинированию с использованием извести и окатышей, по составу аналогичных окатышам восстановительного периода, но не содержащих ферросилиция. В результате получили феррованадий, содержащий

54 2о«!f/, 1 5 о(с;, 3 72о -„дп, 0 21

0,113 а "1; 0.04 р 0; 0,06 f(, неметаллических

ВКЛЮЧЕНИЙ, При этом удельный расход электроэнергии составил 1380 кБтч/т, ферросилиция

5 24ц к /T, пгнеупоров 152 кг/т, производительность — 1310 кг на горячий час.

Состав шихт опытных плавок дан в табл.1, а результаты сплава — в табл.2.

Плавки 4 и 5 взяты с запредельными

10 зпач81111ями параметров, Плавку 6 (прототип) проводили с использованием плавленоГО технv =скогго пентоксида диванадия, метал —.Оотсева. извести, фе рросилиция (О«=С-751, без Окомкования и предваритель1 ::::-:О: -::,"-:oсстанавле«-:ия пентоксида дивана1-:а.:. В .дно из ппиведенных примеров, ре=л..з;-", .:;.= пре, -Оженного способа позволяет ДО.—.1«чь сув,ественного улучшения по20 казате.-,ей процесса получения и качества

Феоо -". а. .1"= ";fq

Технический эффект от использования изоб етения заключается в увеличении производи.:cë,:«íññòè, сокращении расхода

25 зле .:;TpQ,;;8pfêÿ, ферросилиция огнеупоров

v ул „:-.1чении качества феррованадия. З О,"::-;„-.vr =: изобретения

С::Особ пол чения феррованадия, включа«О 1е :Й подг!TGE18/ шихты, состоящий из

30 Ванадий- железосодержащих материалов, флюса и восстановителя, проплавление шихть;; —,".ÿ избытке кремнистого восстаноВителя, поддеожа vе основности шлака, ска:-«ивгч ",8 шлака и рафинирование крем35 нистОГО ii «лупродукта, О т л и ч а ю щ и и с я тем., -что.:, цель1О увеличения производительности. сокращения удельного расхода ферроси. -:иция, эле<троэнергии, ofí8óïoðQâ и чл «чшения качестB8 сплава, в качестве ва40 надийсодержащега сырья используют предварительно восстановленный углеродом техни,еск. .11 пентоксид диванадия преиму- . щественно до триоксида диванадия в окусковаь1НО« виде, причем окускованный

45 продукт:,:,-,::.8ðæèò зксиды кальция и магния при соо:-:. шении 1:(0,4-0,7) в количестве

0,05-0,8 от массы триоксида диванадия и

20 — 90;;; ст общего количества кремнистого восс-с ÷Qf3ffò8ëÿ, а проплавление окускован50 ного продукта Осуществляют с присадкой извести и кремнистого восстановителя, поддерживал соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе

1:(0,01 — 0,6) при отношении оксидов кальция

55 к сумме оксидов ванадия и кремния, равном

1,6 — 2,5, и заканчивают процесс при соотно,шении оксидов кальция и оксидов магния в шлаке 1:(0,1-0,35), 166б565

1

1

I

О 4

О 1

64

4!! о

Х

t+ и о

04

«-

1

I

kf о

Р

Ф

Гм ;о

4 g Å О1 .! о

Ю О о

Ю О ь о О

О о

Х ио а1 а Э ача й!

eh! °

О1В 4ч

-4 О

%4M () 4С 4

<ч 00

1 4

I СЧ

СО!00 а»1у

4 (4!A ь о ь

О о

00 о ь

СО ь о

1 сО

О

СО (сО 1СЧ

К) !с 4 О 4! Ъ 4С1 — 1 О о к о1

О!О

СЧ1

oIo0 л1л

СО 4

СО

С ) о л ь

° °

Cf

1 !

4ч о

1 4

1 ! Ю!Ь О!СО

В й

jo й4ь

4о

1М о!О сО 4 лIw л1

4» о о ь

С0

Ch

4 о

Ch ! о

О Iж х

О4

1Ц

O Ю

Те Ж о ж

Сб

_#_I о о

4!4 4С ф

С4

Ж э

О Ф! ч о ь ж х

Ж

O 4!4

L

Р э о

О1 0 ФЬФ

Э 1 Р1 с СС Х

Ы О . 4,.-

4С ОЮО Ф G.

ЯС! Е!0 ам О а 1

1 Е 0 Р> Ф Х л сЧ 1 cV I СЧ I сЧ 1 о о

СЧ О ь о

° Ф ь ь

СМ

I о

СО

01 г о

iО F

1666565! л д I I cO

Х Х E Х о с1 д СЪ-ао а о

1 N д f» х х ! — — +! 2

Э О E х о

И С»

С>

1о х

I dl СсЪ IC !",3 оъо о

- ьсЪ с л с 4 N с 4 сЧ оооо оо сол с Ъ с Ъ сО С

С> 3 С» Й4 х со

e )%

О dl О Х Е

Х Д Х Д Х 4» с»4

С \

I

СЪ о

О о и \

Ю о о о

Г!

»» о

1 И

К>

CO

С" Ъ с4 Ъ вЂ” О

О С-1 О О

v о

СЪ

С Ъ

СЪ

»С о осо — съ O ооо

С 4 с с и с \

Г,, о и о о и х

1 Cl о о

I I g

+ с 4 със о

44 O V 4

cd CO х о--+ х х х о а

I tt а

I о о

СЧ

Ъ СЪ О

N С4

ОЪ

Ю о- о о о о д х!хдо сСЪ с» оо о о ъ

CCC CCc оо со 4

Ф оо ъ o e о оъ о ооо со с ъ со

»» о о о

-- ссЪ

» оо

I X! х

I а о!

** о сЪ -т Ъ

И .О о l

5 й4

Фх х! 1! х ах

44 Х

4lOO X d! Х

ХД ad! e хо c:dcEI ол о

С4ООЪ О

СЪ СЪ с Ъ»О» ul

ccc oc сч оооо

С»4 СЧ осъ осч.

ОООссс4

°

О ОООО

СЪ » СО OO оооо

О ОООО

СЪ сЧ О1 с )

ООООО ооооо сч î о соь счсЧс17 о0ооо

С»4 N N с Ъ

Л Л Л Л Л

С»Ъ СЪ СЪ СЪ РЪ

С 4 CC» CO с Ъ N

С 1 т»С .Ф о ъссь ъо д о ! Е

3 а х