Способ выплавки сплавов с ванадием

 

Использование: производство высококачественных ферросплавов. Сущность изобретения: алюминий вводят в шихту в количестве 85-95% отстехиометрически не обходимого к пятиокиси ванадия. Известь вводят до получения основности шлака 0.06-1,0. Расплавленный металл выдерживают в течение 2-5 мин. Металл довосстанавливают ферросилицием, который вводят в количестве, обеспечивающем отношение кремния к пятиокиси ванадия, равное 105- 125% от стехиометрического. Известь вводят до получения основности шлака 1,3-2,0. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (21) 4726377/02 (22) 31.07,89 (46) 23.10.92, Бюл. ¹39 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.

И.П.Бардина (72) А.Н,Серегин, А,С.Мусатов, P.À.Áåëðeâ, И,Н.Губайдуллин и А.К.Шашин (56) Р,Дуррер. Г.Фолькерт, Металлургия ферросплавов. M., Металлургия, 1976, с. 437, Реферативный журнал N7,,1984,,с,84, заявка В HP N Т/3240, (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СПЛАВОВ С ВАНАДИЕМ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к г1роизводству высококачественных ферросплавов.

Известен способ выплавки феррованадия алюминотермическим процессом, включающий проплавление шихтовой смеси, состоящей иэ пятиокиси ванадия, алюминия (в соотношении,близком к 100% стехиометрии), железного скрапа и флюса (иэвесть и др.) с получением металла и шлака и с извлечением в металл 85-90% с дальнейшим проплавлением шлака, содержащего V20s в электропечи с довосстановлением ванадия алюминием или коксом (Р.Дуррер, Г.Фолькерт. Металлургия ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 437). Указанный способ имеет следующие недостатки: — высокий расход алюминия, воэможность загрязнения металла углеродом при довосстановлении шлака коксом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному.„.. 0,„, 1770435 А1 (57) Использование: производство высококачественных ферросплавов. Сущность изобретения; алюминий вводят в шихту в количестве 85 — 95% от стехиометрически не обходимого к пятиокиси ванадия. Известь вводят до получения основности шлака

0,06-1,0. Расплавленный металл выдерживают в течение 2 — 5 мин. Металл довосстанавливают ферросилицием, который вводят в количестве, обеспечивающем отношение кремния к пятиокиси ванадия, равное 105125% от стехиометрического, Известь вводят до получения основности шлака 1,3-2,0.

1 табл. способу и поэтому выбранным в качестве прототипа является способ„по котором, из.-мельченная и перемешанная шихта, содержащая Vg 05, алюминий — 104 к стехиометрии, СаО из расчета 22 Ca0 в шлаке и железную стружку, проплавляется в электропечи при поднятых электродах (Реферативный журнал N. 7, 1984, с. 84, заявка

ВHP № Т/3240).

Затем включают ток и поддерживают 4Ъ шлак в жидком состоянии при трехкратном (д) перемешивании введением сырого дере- (Я вянного бруска — "баклуширование". одновременно вводят обожженную известь для Ф получения шлака близкого по составу к синтетическому рафинировочному шлаку (5055% СаО; 42 — 45% А!20з; 1% Fe; 1-4% M90:

0,2-0,4% SIQ2; 0,5-0,8 ЧТОБ.

Недостатками прототипа являются; высокий расход алюминия, загрязнение металла углеродом электродов и элементами иэ огнеупоров — кремнием, марганцем и др, 1770435 в табл, . На плавку задают также (табл. ) известь и металлокомпонент (железо), После проплавления шлак и металл сливают, Шлак используется в качестве синтшлака при внепечной обработке стали, металл используется в качестве легирующей добавки, либо как передельный при выплавке феррованадия, Как видно из табл,, по предлагаемому способу получается более низкий расход алюминия (поз.1;2; 1,3),чем по способу-прототипу, более низкое содержание примесей — углерода, кремния, марганца (поз.2, 3; 2,5;

2.6). Более высокое суммарное извлечение ванадия (поэ,15).

Технологические параметры способов !прототип (Ниже mz- Нижний,,Средний ;Верхний ;Выше вер- Примв1 нега пре-,предел;;предел;предел;хнвго пре- .

1,дела . i,i двла

2 3 4 1 5 6 1 7 8

Х. Состав шихты I этапа плавки

I, I пятиокись ванадия (Р)

: I.2. алхыинивая крупка (r)

Х,3. процент алхмшия к ствхиометриче скому отношению к пятиокиси ванадия .

I 4. порошок иеввсти

I.5. крупка (порошок) железа (или никеля)

2. Состав металла (у)

2.I. ванадий

2.2. алхы ний

2.3, марганец

2,4. кислород

2.5. кремний

ХООО IGOO I000 I000 I000 1СОО

5I4,8 ° 4I5 . 422 445 470 476

83,8

I04

288

85,0

90,0 95,0

320 950

96,I

I050

I50 I4I

I44

I37, 133

I42

75,0

0,2

0,3

0,65

О,I

7I,3

5,5

0,6I

O,I

0.5

75,0

0,35

0.3

0,45

0,Х

76,О

0,5

0,35

0,I5

0,I

76,0

I,9

0,4

О,I

0,т

75,0

2,I

0,5

0,I

0,2

С целью устранения указанных недостатков предложен способ, включающий иэмельчение, смешение и распыление шихты, содержащей пятиокись ванадия, алюминий, известь и металлокомпонент (железо. ни- 5 кель), внепечным алюминотермическим процессом, выплавку металла и шлака в электропечах. Согласно изобретению до расплавления в шихту задают 85 — 95;4 алюминия от стехиометрически необходимого к 10 пятиокиси ванадия и при выплавке поддерживают основность шлака 0,06-1,0, кроме того, металл после выплавки выдерживают

2-5 мин..под шлаком, после чего шлак сливают в электропечь и восстанавливают фер- 15 росилицием в соотношенИи 105-1257, от стехиометрического отношения кремния к пятиокиси и вводят известь до получения основности шлака 1,3 — 2,0.

Примеры осуществления предложенно- 20

ro способа и его сравнение со способом прототипом приведены в таблице

Выплавку проводили следующим образом: взвешенные количества измельченных компонентов (по табл, ) перемешивались, 25 небольшая часть смеси шихтовых материалов помещалась в стальной плавильный ковш футерованный магнез ITQBblM кирпи1 чом и поджигалась с помощью запальной т смеси — (порошок алюминий — магниевый в 30 смеси с натриевой селитрой в соотношении

2:1). После начала проплавления небольшими порциями досыпалась остальная шихта.

После окончания проплавления расплав выдерживали в течение 2 — 5 мин для осажде- 35 ния корольков металла. Металл является товарным продуктом. Шлак сливается и проплавляется в электропечи с введением ферросилиция в соотношениях, указанных

Примеры осуществле способа-прототипа

Формула изобретения

Способ выплавки сплавов с ванадием, включающий загрузку шихты, содержащей пятиокись ванадия, алюминий, известь и металлокомпонент, расплавление шихты алюминотермическим процессом и довосстановление полученного шлака вводом восстановителя и извести, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью снижения расхода алюминия, повышения качества металла за счет уменьшения содержания примесей, алюминий вводят в шихту в количестве 85—

957; от стехиометрически необходимого к пятиокиси ванадия, а известь до получения основности шлака 0,06 — 1,0, расплавленный металл выдерживают в течение 2-5 мин, после чего производят его довосстановление, при этом в качестве восстановителя исполь.зуют ферросилиций, который вводят в количестве, обеспечивающем отношение кремния к пятиокиси ванадия, равное 105—

125 Р от стехиометрического, а известь вводят до получения основности шлака 1,3 — 2,0. ния предложенного способа и

1770435

Продолжение таблицы

0,03 0,04 0,04 0,04

0,08

0,03

2.6. углерод

605 605 620 635

69I 597

3. Масса металла (г)

4. Иэвлечение виидия в металл. (М) 8I.82 84

5. Состав шлака () 5.I. пятиокись ванадия

5.2. окись кальция

5.3. окись ыпюиния

Е8,3

4,9

75,8

I9,4 .

4,4

75,3

8,5

45,5

45,5

I3,9

22,3

63,6

8,4

2I,4

68,5

7,6

48,Э

43,9

0,35

I800

6. Отношение масс окиси кальция

k окиси алкания - основность

0,060

I038

I,0

О,ÇI 0,058

IBBO

I300

7. Масса шлака (r)

7.I. вндержка металла под шлаком

I039

Z,5

jo70

Е06 IOÇ

I07 I03

98 По способу прототипу

: проводится прогрев и

I27 нб

2230; ванне расе

Е25

2I20

I05

I320

П5

Е740

I04

I260

8IO

П5

Е05

0,I

65,6

28,5

4,3

0,4 0,2

558 .. 6I 6

36,I . 3itB

68 "5,5

0,65

54,8

36,6

I,I

53

О,I

66,8

27,9

3,9

IO. Основность шлаяа П этапа плавки

I 65 2,00

2600 3000

Е,ÇO

2I80

Е,25

I,2

2, IO

2I20

2055

ЗЕОО

П. Масса шлака

Z2. Состав металлГ/ П этапа плавки (ь)

I2.I. ванадиИ

I2.2, кремниЯ

I3. Масса металла II этапа плавки (г)

I4. Иэвлечение ванадия в металл на П этапе плавки

97 98

99 99

75 93

96,5 98

I5. Иээлечение ванадия в металл эа Е и П этапы плавки (сумкарное) 99

99 и — по способу-прототипу конечннй металл аналогичен по качеству металлу I этапа, содержание других компонентов в нем (Ф): AI С Мп

I,9 О,IB 0,6

Составитель А.Янковский

Техред М.Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

8. Задачо материалов (г) на П этапе плавки (в электропечь)

B,I. ферросилициИ (75ф кремния)

8.2, отношение масс ферросиупдя к пятиокиси ванадия в, (стехиометрия — ЕОО )

8.3. окись кальция

8.4. металлокомпанент (стружка, металлоотсев и др.)

9. Состав полученного шлака (У )

9.I. пятиокись ванадия

9,2. окись кальция

9.3. окись алкания

9.4. окись кремния 2; 3 (4; 5 6; 7; 8

75,7 44,0 44,9 44,4 43,9 43, Э

0,4 3,6 3,2 5,6 8,2. 8 B

7Е5 232 225 220 200 Е90