Способ получения ванадиевых сплавов

. чОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСфез Сфветских Сфциапистнческих Республик61) Допо тельное к авт. свид 2) Заявлено 050176(21) 2309440/22присоединением заявкисударственный комите СССР о делам изобретений и открытий(2 оритет Опубликовано 1503,79. Бюллетень1 Дата опубликовании описания 15037.Г. Зубарев, Г.С А. Талдыкин, Б.М ский и Е,Н, Иваш олганов,остяной,(71) Заявител 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕ ПЛАВ кая производительность процесса обусловлена специФическими особенностямиплавления малотеплопроводного слояшлака на поду дуговой электропечи(как на первой, так и на второй стадиях процесса). Большая длительностьплавления на первой стадии связанатакже с необходимостью поддерживатьтемпературу расплава не выше 1450 С,так как стремление ускорить плавление за,счет повышения температурыприводит к интенсивному восстаннию ванадия из шлака в металл и кснижению сквозного извлечения ванадияДлительной операцией является силикоалюминотермическое восстановление ванадия на второй стадии процесса, особенно при снижении содержания пятиокиси ванадия в шлаке менее 2-4, чтосвязано с недостаточныМ перемешиваниеванны. овлеизобретлеченияых сплаов и пооцесса.достигав тридный шлонверте Цель нии изв ванадие щих шла ности пЦель процесс дии исх мер, в тся осущест тадии. На пк расплавляе с донным лечиемрвой стат, наприазокисло 2) Авторы А.И, Манохин,ИЗОбрЕТЕИИЯ С.С, Волков,В.В. КазИзобретение 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 1400- 1450 С. При снижении содержания желе за в шлаке до 10 шлак и восстановленный металл сливают в изложницы. После охлаждения шлак отделяют от металла и подвергают повторному переплаву;в электропечи, а затем восстанавлизают 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 3 ванадия). По этой причине степень извлечения ванадия из исходного шлака в сплав уменьшается. НизниясостоИт в повыше анадия при получении ов из ванадийсодержа ышении производительродным или нейтрально-газовым дутьем, осуществляя продувку гаэокислородным факелом с коэффициентом избытка кисло.- рода сб 0,5-1,0. После расплавления шлака его восстанавливают. При использовании, например, конвертера с донным газокислородным и нейтрально-газовым 8 дутьем подачу кислорода через донные фурмы прекращают и вместо него подают нейтральный газ (аргон, азот, пар и др.), а в конвертер присаживают восстановители (ферросилиций, 10 алюминий, тиФан, магний, карбид кальция и т.п,). С целью снижения затрат 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, приплавлении 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 ф 5 через донные фурмы. По окончании восстановления окислов ванадия с 5-20 ванадия производят отделение металла от восстановленного шлака (содержащего, в основном, СаО, Я 10, МдО, ЗО АХО, Т 10), 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 окиеляются и переходят в шлаковую фазу ванадий, кремний, марганец, углерод и прочие примеси. В результате получают окисленный шлак, обогащенный ванадием (35 - 55 ЧО).После слива металла через летку переходят к третьей стадии процесса. Полученный богатый ванадием шлак под вергают продувке нейтральным газом (аргоном, паром, азотом) и одновременно загружают в конвертер восстановители (ферросилиций, алюминий, силикокальций, силикоалюминий, титан, магний и т.п.) 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 60 получают феррованадиевый сплав с содержанием ванадия 30-50. При наличии в исходном шлаке повышенных количеств легковосстановимых окислов (например, марганца, хрома) указанным 65Расплавление исходного ванадийсодержащего шлака Первый восстановительныйпериодЗамер температуры, разделывание летки, раздельныйслив металла в ковш, ашлака в шлаковню, переливвосстановленного мета 3 лав конвертер 452015 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.П р и м е р. В 10 т конвертер с донным кислородно-топливным и нейтрально-газовым дутьем при подаче через хурмы 30 м/мин кислорода и 15 м /мин природного газа (ы, 1,0) расплавляют в течение 45 мин б т ванадиевого шлака (Ч О 20,0; Ре ьщ 42,0) . В конвертер по ходу продувки добавляют также 550 кг извести (90 СаО) . Через 45 мин плавления шлаковый расплав (ЧОз 17; Ге щ 37;СаО 8; Я 10 12) имеет температуру 1500 С. После достижения указанной температуры и промежуточной повалки конвертера через центральный канал кольцевых донных фурм подают пар (12 мЗ/мин), а подачу природного газа (через периферийный канал) снижают до 4 мЗ/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 (ЧОв - 0,42) - в шлаковню. Полученный металл ( Ч 17,б; Я 1 1) переливают в конвертер и в течение 20 мин продувают кислородом (35 мэ/мин) с подачей по периферийному каналу природного газа (3 мэ/мин) . В результате окислительной продувки ванадийсодержащего металла получают 2,2 т шлака с содержанием 53 Ч О и 10 Ре,з, Этот шлак оставляют в конвертере, а металл (О,12 Ч;0,05.С; 0,08 Мп; остальное железо и примеси) в количестве щ 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 м/мин; расход природного газа 3 мэ/мин) присаживают в конвертер 800 кг алюминия и1 т извести. В результате восстановления получают 1,4 т феррованадийсодержащего (43,4 Ч) сплава. Температура расплава в конце восстановления 1700 С. Длительность всего циклаоплавки составляет, мин:652234 формула изобретения Составитель О. Веретенников Редактор Н. Корченко Техред О.Андрейко Корректор А. КравченкоЗаказ 991/28 Тираж 726 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб, д. 45Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Окислительная продувка металла, полученного в первый восстановительныйпериод 15Слив металла из конвертера 5Второй восстановительныйпериод 205Отбор проб полученного феррованадиевого сплава ивосстановленного шлака ислив сплава в ковш 5Всего 2 ч 05 мин 10ЭФфективность предлагаемого способа определяется высокой его производительностью, а также тем, что при выплавке сплава с высоким содержанием ванадия отпадает необходимостЬ использования у 5 дорогостоящей пятиокиси ванадия. При этом значительно упрощаются технологическая схемаи аппаратурное оформление, снижаются трудовые затраты,(так как исключается многоступенчатый , и трудоемкий гидропередел, а также повышается степень извлечения ванадия в сплав. 1. Способ получения ванадиевыхсплавов, включающий проплавление окисной части шихты с восстановлением железа, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения извлечения ванадия из шлака и производительностиагрегата, процесс осуществляют в тристадии, 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 ванадияи металлического расплава на основежелеза, который по окончании продувкисливают, на третьей стадии из шлакавосстанавливают металлотермическимметодом ванадий с одновременной продувкой расплава нейтрально-газовымдутьем,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса на первой стадии, расплавление шлака осуществляют в конвертере с донным газокислородным с избытком кислорода о 6 0,5-1,0 или нейтрально-газовым дутьем.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 246552, кл, С 21 С 7/00, 1969,