Способ выплавки феррованадия

 

Использование: в черной металлургии, конкретно к получению феррованадия с пониженным содержанием сопутствующих элементов: марганца, хрома, титана, алюминия , фосфора. Сущность: сначала проплавляют предназначенные на всю плавку железосодержащую часть шихты и известь, а затем - пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают восстановителем и вводят пятиокись ванадия в количестве , обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве в пределах 7-18%. а известь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расплава 1,0-1,4 к моменту завершения его обработки восстановителем . 2 табл.

СОЮЗ СОВГ: tСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИК (51)5 С 22 С 33/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ л (21) 4881078/02 (22) 11.11.90 (46) 07.03.93. Бюл. М 9 (71) Научно-производственное объединение

"Тулачермет" (72) Н.Г.Гладышев, Г.С.Колганов. С,П.КошелеВ, Е.M.Ðàáèíîâè÷, И.М,Тартаков кий и

В.T.Êîìàðîâ (73) А.С.Белкин (56) Авторское свидетельство СССР

М 1710590, кл. С 22 С 33/04, 1990.

Рысс M.À. Производство ферросплавов.

М.; Металлургия, 1985, с.301-302, (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ. ФЕРРОВАНАДИЯ (57) Использование: в черной металлургии, конкретно к получению феррованадия с поИзобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения ванадийсодержащих ферросплавов, в частности феррованадия с пониженным содержанием сопутствующих элементов: марганца, хрома, титана, алюминия, фосфора.

Цель изобретения — уменьшение содержания марганца в сплаве.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе выплавки феррованадия,включающем проплавление железосо-держащей части шихты, пятиокиси ванадия, извести и восстановителей и выпуск продуктов плавки, сначала проплавляют предназначеН11ые на всю плавку железосодержащую часть шихты и известь, затем пятиокись ванадия. после чего шлаковый расплав обрабаты„„Я „„1801143 АЗ ниженным содержанием сопутствующих элементов: марганца, хрома, титана, алюминия, фосфора, Сущность: сначала проплавляют предназначенные на всю плавку железосодержащую часть шихты и известь, а затем — пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают восстановителем и вводят пятиокись ванадия в количестве, обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве в пределах 7 — 18%, а известь вводят в количестве, обеспечивающем основ- ность шлакового расплава 1,0 — 1,4 к моменту завершения его обработки восстановителем. 2 табл. вают восстановителем, причем пятиокись ванадия вводят в количестве, обеспечивающем требуемое содержание в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве, после его обработки восстановителем, в пределах 7-18%, а извес гь вводят в количестве. обеспечивающем основность шлакового расплава, к моменту завершения его обработки восстановителем, на уровне 1,0-1,4.

Поочередное проплэвление железосодержащей части шихты и шлакообразующих добавок (извести и плавикового шпата) обеспечивает формирование двухфазной системы: железоуглеродистый расплав— высокоосновной шлаковый расплав.

Железоуглеродистый расплав является металлической основой будущего сплава. в

1801143 которую переходит восстанавливаемый ванадий.

Высокоосновной шлаковый расплав обеспечивает быструю ассимиляцию вводимой в него пятиокиси ванадия с образованием ванадатов кальция и последующим восстановлением ванадия.

Обработка восстановителем шлакового расплава с высоким содержанием /205 до остаточного содержания ванадия 7 — 18 сопровождается преимущественным восстановлением ванадия и замедлением скорости восстановления других элементов, в частности марганца. В этом отношении для достижения поставленной цели обработка окислителя (оксидного шлакового расплава) восстановителем предпочтительнее обработки восстановителя (кремнийсодержащего расплава) окислителем, Завершение обработки шлакового расплава восстановителем при содержании в расплаве менее 7 оксида ванадия приводит к значительному уменьшению содержания оксида марганца в шлаке и соответственно к увеличению концентра- ции марганца в сплаве.

С .увеличением содержания оксида ванадия в шлаке с 7 до 18 к моменту завершения обработки шлака восстановителем содержание оксида марганца в шлаке увеличивается, достигая своего максимального значения при 18% оксида ванадия, При содержании оксида ванадия в шлаке более

18% дальнейшего увеличения содержания оксида марганца практически не происходит, Результаты экспериментальной проверки влияния содержания оксида ванадия в шлаковом расплаве к моменту завершения его обработки восстановителем на содержание оксида марганца в шлаке и концентрацию марганца в сплаве приведены в табл.1.

Из приведенных в табл,1 данных видно, что содержание оксида ванадия в шлаке к моменту завершения его обработки восстановителем на уровне 7-187 является оптимальным и обеспечивает возможность .выплавки феррованадия с содержанием марганца 0,4 — 0,81 . увеличение основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем более 1,4 практически не приводит к уменьшению содержания оксида марганца в шлаке и соответствующему увеличению содержания в сплаве. С уменьшением основности шлака с 1.4 до 1 приходит увеличение содержания в нем оксида марганца. При основности шлака менее 1

20 увеличения содержания в нем оксида марганца практически не наблюдается.

Результаты экспериментальной проверки влияния основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем. на содержание оксида марганца в шлаке и марганца в сплаве приведены в табл.2.

Данные, приведенные в табл.2, относятся к использованию пятиокиси ванадия с содержанием 3 МпО, содержание оксида ванадия в шлаке — 12.5 .

Из приведенных в табл.2 данных видно что при основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем на уровне 1,0 — 1,4 возможно получение феррованадия с содержанием марганца в пределах 0,42 — 0,900 . При этом достижению поставленной цели способствует то, что основность шлакового расплава в начальный период. его обработки восстаноэителем весьма высока, а избыток оксида. ванадия в шлаке также велик

V20;

25 .(отношение, = 30), В. этот момент услоМпО вия для восстановления ванадйя более благоприятны, чем для марганца.

Одновременно со снижением содержания. оксида ванадия в шлаке происходит уменьшение основности шлака (до 1,0 — 1.4 при 7 — 18 V>05). С уменьшением окислительного потенциала шлака параллельно идет уменьшение основности шлака и уве. личение его количества. а это существенно тормозит переход марганца из шлака в . сплав. Содержание же ванадия в сплаве к этому моменту выходит на необходимый уровень, Ниже приведен пример конкретного

40 технического осуществления предлагаемого способа выплавки феррованадия в дуго вой электропечи ДС-6Н 1 с магнезитовой футеровкой и мощностью трансформатора .4000 кВА.

Выплавляют феррованадий с. базовым (38 ) содержанием ванадия.

В электропечь последовательно загружают смесь из 2400 кг извести и 600 кг плавикового шпата и 1700 кг. металлизованных окатышей(90 FeMex) Оскольского электрометаллургического комбината.

Проплавляют шихтовые материалы и вводят техническую пятиокись ванадия (90 / V20>, 3 MnO) â количестве 2600-330 кг. После

55 этого в шлаковый расплав отдельными пор циями за 20 — 30 мин вводят 1200 кг 75 -ro ферросилиция. После проплавления всего количества ферросилиция перемешивают ванну, Получают около 3 т феррованадия.

1801143

Таблица 1 Влияние содержания оксида ванадия в шлаке к моменту завершения обработки шлака восстановителем на содержание оксида марганца в шлаке и марганца в сплаве

П р и м е ч а н и е, Техническая пятиокись ванадия содержит 90% V20s и 3% МпО, основность шлакового расплава равна 1,2. содержащего 38% V, 1.5% Si, 0,5% С; 0,4—

0,9% Мп и 4,5-5,5 т ванадиевого шлака, содержащего 40-48% СаО, 33,5-39,5%

ЯО, 7 — 18% VgO >. 1,1-3,1%, МпО, 0,6 — 1,1%

° FeO, 6-8% MgO.

Известный способ выплавки феррованадия, при использовании тех же шихтовых материалов, позволяет выплавлять сплав с сОдержанием марганца в пределах 2,2-3%.

Предлагаемая технология стабильно обеспечивает воэможность выплавки феррфванадия с содержанием марганца менее

2Ь

Стоимость 1 т такого сплава на 200 руб, больше стоимости сплава с более высоким . с@держанием марганца. Потребность в феррованадии.с пониженным содержанием марганца в настоящее время составляет . около 3,5 тыс.т в год, Таким образом, ожидаемый экономический эффект от реализации предложенного технического решения срставит около 700 тыс.руб.

Ванадиевый шлак с содержанием 7—

18% VzOg, 1,1 — 3.1% МпО наиболее целесообразно использовать для выплавки ванадиевых сплавов с повышенным-содерЖанием.марганца, например, для легирования ванадием рельсовой и трубной марок стали, В этом случае процесс получения сплавов также можно проводить в одну стадию с металлотермическим восстановлением оксидного шлакового расплава до перевода в отвальный шлак.

Достоинством предлагаемого способа

5 является также и то, что он обеспечивает воэможность выплавки феррованадия с более низким содержанием и других сопутствующих элементов: хрома, титана. фосфора и алюминия.

Формула изобретения

Способ выплавки феррованадия, включающий загрузку и проплавление железосодержащей части шихты, пятиокиси ванадия, 15 извести, восстановителя, выпуск продуктОв плавки, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения содержания марганца в сплаве, сначала проплавляют предназначенные на всю плавку железосодержащую часть ших20 ты и известь, а затем — пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают восстановителем и вводят пятиокись ванадия в количестве, обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и

25 остаточное содержание оксида ванадия в . шлаковом расплаве в пределах 7 — 18%, а известь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расплава 1.01, 4 к моменту завершения. его обработки

30 восстановителем.

1801143

Таблица 2

Влияние основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем на содержание оксида марганца в шлаке и марганца в сплаве

Составитель А,Янковская

Редактор Л.Волкова Техред М.Моргентал Корректор И.Шулла

Заказ 1187 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