Способ получения феррованадия

 

Изобретение относится к черной метал лургии, конкретно к технологии производства феррованадия. Целью изобретения является повышение качества сплава за счет селективного удаления марганца Для этого после скачивания шлака первого восстановительного периода на поверхность металла, содержащего 20-28% кремния и 10-15% ванадия, имеющего температуру 1600-1700°С, подают сульфид натрия в количестве 10-20% от массы получаемого феррованадия, через 10-20-мин скачивают образовавшийся сульфидный шлак. За счет связывания марганца в сульфиды при диссоциации сульфида натрия его содержание в феррованадии снижается в 2 раза с весьма незначительным ростом содержания серы в сплаве 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОЬРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4720430/02 (22) 20.07.89 (46) 23.10.91. Бюл. М 39 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им, Г. И, Носова (72) А. M. Бигеев, Э. А. Милош, А. И. Ушеров, В. А. Бигеев, Г, Н. Нутфиллин, А. К. Шашин, В. В. Таркин, Г. С, Уваровский, Н. A. Загагурин и С. В. Елтышев (53) 669.168(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 865950, кл. С 22 С 33/04, 1979.

Производство феррованадия и лигатур в электропечи силикоалюмотермическим методом. Технологическая инструкция. ТИ

115-Ф вЂ” 44 — 81. Чусовой, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к технологии производства феррованадия.

Целью изобретения является повышение качества сплава за счет селективного удаления марганца.

Способ включает первый и второй восстановительные и рафинировочный периоды со скачиванием шлака по окончании каждого периода, После первого восстановительного периода плавки получают промежуточный сплав (ферросиликованадий с содержанием ванадия 10-15$ и кремния

20-28Я а после скачивания шлака обрабатывают его сульфидом натрия с расходом

em в количестве 10-207 . от массы получаемого феррованадия.

„„ЯЦ„„1686018 Al (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к технологии производства феррованадия. Целью изобретения является повышение качества сплава за счет селективного удаления марганца, Для зтого после скачивания шлака первого восстановительного периода на поверхность металла, содержащего 20 — 28,(, кремния и

10-15ф, ванадия, имеющего температуру

1600-1700 С, подают сульфид натрия в количестве 10 — 207ь от массы получаемого феррованадия, через 10 — 20-мин скачивают образовавшийся сульфидный шлак. За счет связывания марганца в сульфиды при диссоциации сульфида натрия его содержание в феррованадии снижается в 2 раза с весьма незначительным ростом содержания серы в сплаве. 1 табл.

Удаление марганца идет за счет образования сульфида марганца в ходе диссоциации сульфида натрия. Экспериментально установлена зависимость расхода сульфида натрия на деманганацию, исходя из оптимальных вариантов предотвращения потерь ванадия и насыщения сплава серой, от параметров процесса. Наиболее благоприят- . ный состав промежуточного сплава и температуры процесса соответствуют первой восстановительной стадии плавки, nosтому после нее и рекомендуется дополнительная обработка металла.

Нижняя граница содержания ванадия в металле первого восстановительного периода (10ф>) соответствует минимальному содержанию ванадия в расплаве при подаче всего ванэдиевого шлака, используемого на плавку, в составе шихты первого восстановительного периода при отказе от использования в составе шихты этого периода технической пятиокиси ванадия. Содержание ванадия при этом определяется химическим составом ванадиевого шлака. Отказ от использования в шихта первого восстановительного периода технической пятиокиси ванадия обусловлен необходимостью иметь

В металле первого восстановительного периода максимально возможное содержание

Марганца и малую концен граци.о ванадия.

Так как основным источником марганца является ванадиевый шлак, а наиболее богаТой по содержанию ванадия и в то же время

Содержащей минимальное количествО марГаица является техническая пятиокись ванадия, при шихтовке первого восстановиТельного периода предусм пр. девается подача в печь всего необходимого для плавки количества ваиадиевого шлака при отказе

От использования в этом периоде плавки технической пятиокиси ванадия, Верхняя граница содержания ванадия в металле первого восстановительного периода 15% обусловлена максимально возмож:ным содержанием ванадия в металле, при котором не происходит выделения в твердую фазу силицидов ванадия в конце обработки металла суль >идьчь.м шлаком, При

Выделении силицидоь3 ванадия происхОдит

Сильное загустевание ме галлической фазы, Затрудняющее дальнвйшуьо обработку меТалла, Для устранения последствий этого явления приходится проводить дополнительный третий восстановительный период., IIpè÷eì процесс ведется со Значительным

I ьерегревом металла (выш;.. 1700 С).

Нижняя граница содержания кремния в ьььеталле первого восстановительного периОда 20% соответствует минимально необходимому содержанию кремния в сплаве для

Обеспечения необходимой активности марI àíöà и серы в металле, что способствует более полнОму извлечению марганца в сульфидный шлак и снижает с-. епень насыщения металла серой. Верхняя граница содержания кремния в металле первого восстановительного периода 28, соответствует максимально возможному содержанию кремния в расплаве при даче всего используемого на плавку ферросилиция в составе шихты первого восстановительного периода.

Температура обрабатываемого расплава 1600 С соответствует наличию минимально необходимого запаса физического тепла металлического расплава для обеспечения тепловььх затрсьт на изгоев и расплавление сульфидного шлака и проведение рафинирования металла в те ение указан10

50 ного времени. Температура расплава

1700 С отвечает предельно допустимому уровню температуры обрабатываемого металла, при котором сохраняется приемлемая интенсивность термической диссоциации сульфида натрия с точки зрения получения в расплаве после его o0paботки сульфидным шлаком допустимого содержания серы и сохранения минимально необходимого количества сульфидиого шлака для усвоения удаляемого из металла марганца.

Иижняя граница расхода сульфида натрия 10% от массы обрабатываемого металла соответствует минимально необходимому количеству реагента для образования сульфидного шлака, способного ассоциировать весь удаляемый из металла марганец, Верхняя граница расхода сульфида натрия 20% от массы обрабатываемого металла обусловлена, с одной стороны, запасом физического тепла металлического расплава, нагретого до 1600 С, способным восполнить затраты тепла на нагрев и плавление подаваемого сульфида натрия и на проведение рафинирования металла сульфидным шлаком беэ подвода тепла извне. С другой стороны, при обработке расплава, нагретого до 1700 С, верхняя граница расхода сульфида натрия соответствует получению предельно допустимого содержания серы в готовом феррованадии при насыщении металла серой во время его обработки сульфидом натрия за счет термической диссоциации последнего, Бремя выдержки металла под сульфидным шлаком 10 мин является минимально необходимым для завершения процесса деманганации металла при максимальном размере. кусков подаваемого на расплав сульфида натрия (60-80 мм). Время контакта металла с сульфидным шлаком 20 мин соответствует времени начала обратного перехода марганца из шлака в металл за счет уменьшения количества сульфидного шлака в ходе термической диссоциации сульфида натрия при обработке расплава, нагретого до 1700 С, 10% сульфида натрия от массы металла, Это время соответствует также началу наиболее интенсивного насыщения металла серой, Предложенный способ опробован в сравнении с известным в дуговой электропечи ДСП вЂ” ЗА, Сначала в печь загружают и проплавляют шихту первого восстановительного периода, после скачивания шлака проводят обработку металла сульфидом натрия, затем скачивают шлак и последовательно проплавляют шихту второго восста1686018

?!асса гоВид план

Состав пихты 7 периода, кг тового феррованадня, кг

Ванадиевый

Ферро- Алвмин " сипи- вторнчций ный

75Х

Железн обрезь

Неталл отсев

Пяти- Изв окись ванаки лак

Известный 1200 100 2200 900 100 2900

1 1800 — 2400 1050 400 3ООО

2 1800 — 2400 1150 400 3100

3 2000 — 2400 1200 100 — 300 3000

4 2000 — 2400 11250 100 200 3000

5 2000 — 2400 !250 !00 3050 всход Ма 8 г Х от массы феррованадия

Продолжение таблицы

Время выдерккн ферросиликованадия под N S, мин температура ферросиликованадия в начале обработки,еС одеркание в фер, дии до обра вщ плавки

Известный 22,0!

1565 8

1600. 10

27 5 ° 2 - Оэ01

16 64 001

20 бэ5 . Оэ01

25 6,5 0,01

28 63 О 015

30 6,6 О О!

240 8

310 10

1 8,1

2 !0,0!

2,4

450 15

600 20

1650 15

1700 20

1735 25

4, 15,0

16,9

690 23 новительного периода. После скачивания шлака проводят рафинировочный период.

Состав шихт по периодам. химические составы промежуточнь!х сплавов и конечного, а также результаты плавок по известно- 5 .му и предлагаемому способам даны в таблице.

Предлагаемый способ позволяет значительно (до 49 отн.$) снизить содержание марганца в феррованадии при низких вели- 10 чинах потерь ванадия с сульфидным шла-. ком (не более 4,0 отн.$), что свидетельствует о высокой селективности процесса удаления марганца из феррованадия . сульфидным шлаком, Насыщение металла 15 серой при этом невелико (не более 0,034ь) и не препятствует получению феррованадия высокого качества.

Реализация способа возможна на существующем оборудовании электрометаллур- 20 гических отделений цехов производства. феррованадия. При осуществлении предлагаемого способа производства феррованадия появляется возможность сокращения в шихте доли дефицитной и дорогостоящей 25 технической пятиокиси ванадия за счет более широкого использования ванадиевого шлака при сохранении приемлемого содержания марганца в выплавляемом феррованадии, что позволяет значительно снизить себестоимость этого материала при сохранении высокого качества выплавляемого ферросплава.

Формула изобретения

Способ получения феррованадия, включающий первый и второй восстановительные и рафинировочный периоды со скачиванием шлака по окончании каждого периода, выпуск феррованадия из печи и его разливку, отл и чаю щи и с я тем, что, с целью повышения качества сплава за счет селективного удаления марганца, после первого восстановительного периода получают сплав с содержанием кремния 2028 Д и ванадия 10 — 15, а после скачивания шлака на него при 1600-1700 С загружают сульфид натрия в количестве 10-20ф, от массы получаемого феррованадия. образовавшийся сульфидный шлак выдерживают на металле 10 — 20 мин, после чего сливают.

1686018

Продолжение таблицы, Содеркание в ферросиликована дии после обработки, Х

Вид плавстав шихты II периода, кг

Пяти- Ферросикись лидий дия 75Х

Алюминий ки анадивый шлак звес

Ч Si

Ип S ана вторичный

Известный6.00

800 2300 200 l 140

200

900 1500 100

900 1500

900 1500

100

100

900 1500

1600 . 2000+

15,6

300

-"r. Продолжение таблицы

Вид Лаио в рафинироплав- вочный период,кг ки

Содеркание в готовом феррованадни, Х

Пяти- .

1 окись ва заесть Ч н адин

Известный 900

900

2180

900

900

2252

900 г

900

2100

i900

2030

900

900

2040 1000

1000

2340 г Расход дан с учетом проведения дополнительного периода для удаления серы из,металла;

Составитель О.Веретенников

Техрвд М, Моргентал Корректор Т.Малец

Редактор И.Шмакова

Заказ 3577 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

8 0

9,8

12,1

14,4

17„9 . 3,7

23„1 3Ф5

25„3 3,2

27„ ll,3, 6

0,008

0,012

О, 027

0,034

0,240

37,0 6,2

38,9 5,9

40,1 .4,5

39,4 3,9

40,5 .3,8

44,0 4,5 1

0,020 2,5

0,020 2 5

0,030 2,8

0,020 1,9

0,025 1,9

0,050 1,9

Расчетная себестои-, мость 1 т, феррованадия, руб.