Способ получения ванадиевых сплавов

 

. :..t °

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рес у (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050176(21) 2309440/22-02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано150379 Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 15037 (72) Авторы изобретения

A.È. Манохин, A.Ã. Зубарев, Г.С. Колганов, С.С. Волков, И,A Талдыкин, Б.М. Костяной, В.В. Казанский и E.H. Ивашина (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИКВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в производстве ванадиевых сплавов.

Известен способ получения ванадиевых ферросплавов из ванадиевых шлаков посредством селективного восстановления и отделения железа с последующим восстановлением полученного обогащенного ванадием шлака ферросилицием и алюминием в электропечи (1).

,...Исходный ванадиевый шлак в смеси с коксом и плавиковым шпатом проплавляют в электропечи. Температуру процесса поддерживают на уровне 14001450 С. При снижении содержания желе- 15 за в шлаке до 103 шлак и восстановленный металл сливают в изложницы.

После охлаждения шлак отделяют от металла и подвергают повторному переплаву,в электропечи, а затем восстанавлиВают кремнием и алюминием.

Недостатки известного способа— повышенные потери ванадия и малая производительность процесса. Потери ванадия обусловлены тем, что из шлака восстанавливается не только железо, но и ванадий (в металле содержится около ЗЪ ванадия). По этой причине степень извлечения ванадия из исходного шлака в сплав уменьшается. Низкая производительность процесса обусловлена специфическими особенностями плавления малотеплопроводного слоя шлака на поду дуговой электропечи (как на первой, так и на второй стадиях процесса). Большая длительность плавления на первой стадии связана также с необходимостью поддерживать температуру расплава не выше 1450 С, так как стремление ускорить плавление за,счет повышения температуры приводит к интенсивному восстановлению ванадия из шлака в металл и к снижению сквозного извлечения ванадия. длительной операцией является силикоалюминотермическое восстановление ванадия на второй стадии процесса, особенно при снижении содержания пятиокиси ванадия в шлаке менее 2-4Ъ, что связано с недостаточныМ перемешиванием ванны.

Цель изобретения сосТоНТ в повышении извлечения ванадия при получении ванадиевых сплавов из ванадийсодержащих шлаков и повышении производительности процесса.

Цель достигается осуществлечием процесса в три стадии. На первой стадии исходный шлак расплавляют, например, в конвертере с донным газокисло652234 родным или нейтрально-газовым дутьем, осуществляя продувку гаэокислородным факелом с коэффициентом избытка кисло.рода сС 0,5-1,0. После расплавления шлака его восстанавливают. При использовании, например, конвертера с донным газокислородным и нейтрально-газовым дутьем подачу кислорода через донные фурмы прекращают и вместо него подают нейтральный газ (аргон, азот, пар и др.), а в конвертер присаживают восстановители (ферросилиций, Я алюминий, титан, магний, карбид кальция и т.п.). С целью снижениязатрат на восстановители в качестве восстанавливающего реагента могут быть использованы кокс, уголь, электродный бой и т.п. материалы. В этом случае расплавление может быть совмещено с восстановлением, например, при плавлении исходного ванадийсодержащего шлака в смеси с коксом в элек-,® тропечи. Иэ электропечи образовавшийся шлак и металл переливаются в конвертер, где производят довосстановление шлака, например алюминием и кремнием при перемешивании расплава нейтральными газами, подаваемыми через донные фурмы. По окончании восстановления окислов ванадия с 5-20Ъ ванадия производят отделение металла от восстановленного шлака (содержащего, в основном, СаО, S10» MgO, ЗО

AZ O, TiO ), например, посредством раздельного слива металла в ковш (через летку конвертера),а шлака в шлаковню.

На второй стадии процесса отделен- ц ный от восстановленного шлака металл продувают в конвертере через днище газокислородным дутьем, например при пбдаче кислорода в цечтральный канал, а природного газа (в количестве 5-10% 40 от расхода кислорода) — по периферии кольцевых фурм. При продувке металла окисляются и переходят в шлаковую фазу ванадий, кремний, марганец, углерод и прочие примеси. В результате получают окисленный шлак, обогащенный ванадием (35 — 55% V>O@).

После слива металла через летку переходят к третьей стадии процесса.

Полученный богатый ванадием шлак под- а0 вергают продувке нейтральным газом (аргоном, паром, азотом) и одновременно загружают в конвертер восстановители (ферросилиций, алюминий, силикокальций, силикоалюминий, титан, магний и т. и.) и флюсы (известь, плавиковый шпат) . При этом нейтральные газы поступают по центральному каналу кольцевых фурм, установленных в днище, а по периферии идет природный газ. В результате восстановления получают феррованадиевый сплав с содержанием ванадия 30 — 50%. При наличии в исходном шлаке повышенных количеств легковосстановимых окислов (например, марганца, хрома) указанным Я

Расплавление исходного ванадийсодержащего шлака

Первый восстановительный период

Замер температуры, разделывание летки, раздельный слив металла в ковш, а шлака в шлаковню, перелив восстановленного мета3 ла в конвертер

15 способом можно получать сплавы с марганцем, хромом и т.п. Для увеличения их концентрации в сплаве при восстановительной стадии процесса в конвертер вводят также руды указанных металлов.

Пример. В 10 т конвертер с донным кислородно-топливным и нейтрально-газовым дутьем при подаче через фурмы 30 м /мин кислорода и

15 м /мин природного газа (оа 1,0) расплавляют в течение 45 мин б т ванадиевого шлака (V< О 20, 0% | Ре@щ

42,0%) . B конвертер по ходу продувки добавляют также 550 кг извести (90%

CaG) . Через 45 мин плавления шлаковый расплав (V205 17%| Ге щ 37%;

СаО 8%; SiO> 12%) имеет температуру

1500 С. После достижения указанной температуры и промежуточной повалки конвертера через центральный канал кольцевых донных фурм подают пар (12 м /мин), а подачу природного газа (через периферийный канал) снижают до 4 м /мин. При вертикальном положении конвертера в него присаживают

550 кг 75%-ного ферросилиция, 550 кг извести, затем 1150 кг алюминия и еще 550 кг извести. Первый восстановительный период при продувке паром длится 20 мин. После этого конвертер наклоняют в горизонтальное положение и через летку сливают металл (3,7 т) в ковш, а шлак (V205 — 0,42%) — в шлаковню. Полученный металл (V 17,бЪ;

Si 13) переливают в конвертер и в течение 20 мин продувают кислородом (35 м /мин) с подачей по периферийному каналу природного газа (3 м /мин) .

В результате окислительной продувки ванадийсодержащего металла получают

2,2 т шлака с содержанием 53% V O и 10Ъ Ре,,„ Этот шлак оставляют в конвертере, а металл (0,12% V;

0,05%.С; 0,08% Мп; остальное железо и примеси) в количестве 1,5 т сливают в ковш и отливают в стальную товарную заготовку. Оставшийся в конвертере шлак подвергают восстановлению, для чего при продувке шлака паром (расход пара 12 мэ/мин1 расход природного газа 3 мэ/мин) присаживают в конвертер 800 кг алюминия и

1 т извести. В результате восстановления получают 1,4 т феррованадийсодержащего (43,4% V) сплава. Температура расплава в конце восстановления 1700 С. Длительность всего цикла о. плавки составляет, мин:

652234

Формула изобретения

Составитель О. Веретенников

Редактор Н. Корченко Техред О.Андрейко Корректор A- Кравченко!

Заказ 991/28 Тираж 726 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб.z д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

- Окислительная продувка металла, полученного в первый восстановительный период 15

Слив металла из конвертера 5

Второй восстановительный период 20 5

Отбор проб полученного феррованадиевого сплава и восстановленного шлака и слив сплава в ковш 5

Всего 2 ч 05 мин10

Эффективность предлагаемого способа определяется высокой его производительностью, а также тем, что при выплавке сплава с высоким содержанием ванадия отпадает необходимостЬ использования дорогостоящей пятиокиси ванадия. При этом значительно упрощаются технолоI гическая схема и аппаратурное оформление, снижаются трудовые затраты, ( так как исключается многоступенчатый,® и трудоемкий гидропередел, а также повышается степень извлечения ванадия в сплав.

1. Способ получения ванадиевых сплавов, включающий проплавление окисной части шихты с восстановлением железа, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ванадия из шлака и производительности агрегата, процесс осуществляют в три стадии, на первой стадии окисный состав шихты расплавляют и полностью восстанавливают железо и ванадий, полученный ванадиевый сплав на второй стадии продувают в конвертере через днище газокислородным дутьем до получения шлака с 35-55% пятиокиси ванадия и металлического расплава на основе железа, который по окончании продувки сливают, на третьей стадии из шлака восстанавливают металлотермическим методом ванадий с одновременной продувкой расплава нейтрально-газовым дутьем.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса на первой стадии, расплавление шлака осуществляют в конвертере с донным газокислородным с избытком кислорода о 0,5-1,0 или нейтрально-газовым дутьем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 246552, кл. С 21 С 7/00, 1969.