Способ получения ванадиевых сплавов

ZIP архив

Текст

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0304.78 (21) 2600 734/22-02с присоединением заявки Ко -1 ц 881143(51)М. Кл.э С 22 С 33/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторыизобретения А.И. Манохин, А.Г. Зубарев, Г.С С.С. Волков, Б.М. Костяной, Л.Си Е.Н. Ивашина Колганов,Нечаев Кйо) 83 л,1)1ПАТЕЛс 71) Заявитель Научно-производственное объединение Тул 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВЫХ СПЛАВО эова-.ве. 1Изобретение относится к че аллургии и может быть испо в феррованадиевом проиэвод Известен способ производства феррованадия непосредственно из шлака, полученного при переработке. ванадий- содержащего чугуна. Согласно этому способу шлак, содержащий 6-20 М в виде окисла и 20-45 РеО, и известь проплавля 1 от в электропечи с нагревом расплава до 1550-1750 оС. В шихту вводят ферросилиций в таком количест ве, чтобы полностью восстановить окислы железа. Затеем иэ печи выпускают металл, а шлак оставляют в печи (отделяют металл от шлака), Оставшийся обогащенный окислами ванадия шлак сливают в ковш, куда непрерывно и,равномерно загружают .измельченный(фракция 0,2-5 мм)ферросилиций, чтобы восстановить .окислы ванадия. Восстановитель.(ферросилиций) берут в избытке, чтобы не только вос становить окислы ванадия, но и по" лучить в сплаве 3-10 кремния. Известь берут в таком количестве, чтобы отношение СаО/810 после окончательного восстановления было в пре" делах 1,0"2,0 1. Недостатки данного способа заключаются в том, что процесс ведут в электропечи. Шихта загружается на подину слоем и поэтому плавление ее от дуги занимает продолжительное вре-, мя (1000 кг шлака, 700 кг извести и 90 кг ферросилиция плавят 1,5 ч), Взаимодействие шлака и восстановителя осуществляется только за счет перемешивания вызываемого естественной конвекцией, что ограничивает возможности интенсификации процесса. Кроме того, при полном восстановлении железа в него на первой стадии переходит большое количество ванадия, что приводит к его практической потере. Повышение потери ванадия дополнительно обусловлены также большим расходом извести на втором этапе процесса в связи с повышенным выходом шлака. При расходе извести, рассчитанном на получении после окончательного восстановления шлака с отношением СаО/810 в пределах 1,0- 2,0, на одну тонну исходного шлака получают 1,4 г восстановленного шлака. Повышенное количество конечного шлака обуславливает повышенные потери ванадия в корольках металла, запутавшихся в шлаке. По укаэаннымпричинам извлечение ванадия из шихты не превышает 80. Кроме того, окончательное восстановление осуществляют в ковше и взаимодействие восстановителя и шлака протекает только за счет энергии перемешивания струи сливаемого в ковш шлака.5Цель изобретения - уменьшение пере. хода ванадия в восстанавливаемое железо и потерь ванадия с конечными рлаками.Цель достигается тем, что восстановители для селективного восстановления железа вводят из расчета снижения содержания окислов железа в расплаве до 4,5-75, а известь в обогащенный окислами ванадия расплав вводят в количестве, обеспечивающем отношение окиси кальция к кремнезему в конечном шлаке 0,1-0,9.Проплавление материалов и осуществление процесса наиболее целесооб разно проводить в конвертере, поскольку из-за интенсивного перемешивания фаэ за счет кинетической энергии факела плавление осуществляется с большой скоростью (2-3 т/м ч), 25 примерно на порядок большей, чем в электропечи, При температуре расплава выше 1350 С в конвертер вводят металлотермические восстановители, например ферросилиций. Расход восстановителей должен обеспечивать сни- жение содержания окислов железа в расплаве до 4,5-7,5. Указанные содержания окислов железа обеспечивают незначительный 3,0) переход ванадия в восстановленный металл на первой стадии при остаточном содержании окислов железа более 4,5. Наличие окислов железа более 7,5 приводит к снижению содержания ванадия в готовом сплаве. Важным мо О ментом технологии, обеспечивающим высокие технико-экономические показатели, является шлаковый режим, определяемый расходом извести. Он опРеделяет стойкость футеровки, а так же потери ванадия с конечным шлаком (в виде корольков, запутавшихся в шлаке) . Эти потери растут пропорционально количеству образующегося шлака. В то же время полностью исключить известь невозможно, так как в этом случае шлаки получаются вязкими и потери ванадия в корольках увеличиваются.С учетом имеющихся результатов исследований расход извести должен обеспечить получение конечного шлака с отношением СаО/Б 10 в пределах 0,1-0,9.Оптимальным является отношение СаО/Б 10 в пределах 0,4-0,6, при котором обеспечиваются и лучшие показатели стойкости огнеупорной фу теровки, а также низкая вязкость шлака. Выход конечного шлака при этом составляет.1,1-1,2 т на тонну исходного ванадиевого шлака. По сравнению с известным выход конечного. шлака, 65 а соответственно, и потери ванадия ь корольках снижаются примерно в 1,2 раза.В процессе селективного восстановления железа в результате малой длительности восстановления выделяется большое количество тепла, поэтому целесообразно испольэовать охладители. В качестве охладителя можно использовать чушковый чугун. Использование чугуна наряду с охлаждающим эффектом позволяет повысить содержание углерода в восстановленном сплавеФ что благоприятно из-за снижения его температуры плавления.П р и м е р 1.В конвертер (емкостью 8,4 м) с донными фурмами типа труба в трубе загружают б т ванадиевого шлака, содержащего 17,17 УО и 27,4 окислов железа и 1,5 т извести. Посредством кислородно-топливной продувки 25 мин (кислород 25 м /мин, природный газ 10 м /мин) шихту расплавляют и нагЭревают до 1350 С. После этого в конвертер загружают 300 кг холодного чугуна и приступают к селективному восстановлению железа, для чего при продувке расплава воздушно-газовым дутьем (воздух 12,0 мэ/мин, природный газ 3,0 м /мин) вводят в конвертер 750 кг 75-ного ферросилиция. По истечении б мин перемешивания воздушно-газовым дутьем конвертер валят и сливают из него 1,8 т сплава (0,27 С, 1,34 У, 0,03 Я 1, 0,037 Я и 0,045 Р). Оставшийся в конвертере шлаковый расплав к этому моменту содержит, Ъ: окислы железа 4,72; У 109,40, Б 10) 35,2, СаО 22,4 и другие окислы, Для полного восстановления окислов ванадия и железа этого расплава в конвертер вводят известь, 500 кг 75 Ъ-ного ферросилиция и 400 кг алюминия при перемешивании воздушно-газовым дутьем (воздух 13,5 м /мин, природный газ 3,2 м/мин) 8 мин. По окончании процесса получают. 2,29 т сплава, содержащего, Ъ: У 22,18, Б 10 11,9, С 19, Ми, 10,1 у Б 0,010, Р 0,040, остальное железо. Конечный шлак содержит,Ъ У 105 0,51, Б 102 39,0, СаО 23,04, А 10 15,8, М 90 8, 36 и другие окислы, Отйошение СаО/Б 10 получено равным 0,6.П р и м е р 2. В конвертер загружают 5 т ванадиевого шлака, содержащего 17,92 УО и 28,43 окислов железа и 2 т ИзвестиПосле 20 мин кислородно-топливной продувки (кислород 22,5 м /мин, природный. гаэЭ9 м /мин) шихту расплавляют и нагре. вают до 1370 С. После этого в конвертер загружают 200 кг холодного чугуна, и дают 600 кг 75-ного ферросилиция при перемешивании воэдушногазовым дутьем (воздух 10,0 м /мин,3 природный газ 2,5 м /мин). Через881143 Формула изобретения Составитель О. ВеретенниковТехред М,голинка Корректор В,Синицкая Редактор Н. Минко Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 9875/43 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 мин конвертер валят и сливают изнего 1,23 т сплава (0,32 С и0,16 Ч). Шлаковый расплав содержит6,10 окислов железа и 10,40 У О.Для полного восстановления окисловванадия и железа в конвертер вводятизвесть, 500 кг ферросицилия и 310 кгалюминия при перемешивании воздушногазовым дутьем (воздух 12 мз/мйн,природный газ 2,5 м/мин) 8 мин.По окончании процесса получают 2,10 тсплава, содержащего,: У 22,38,Я 1 8,41, С 0,24, .Мь 7,54 ф Я 0,010,Р 0,070, остальное железо. Конечныйшлак содержит, : У 10 у 0,56,Я 101 33,2СаО 29,9, А 1103 3,6; М 90 11,2 и другие окислы. Отношение СаО/Я 102=0,9.П р и м е р 3. В конвертер загружают 7 т ванадиевого шлака, содержащего 17,60 УО. и 29,2 окислов железа и 1 т извести. После 30 минкислородно-топливной продувки (кислород 20 м /мин, природный газ 8,5 м/мин)3 эшихту расплавляют и нагревают до1400 С. Затем в конвертер загружаюто350 кг холодного чугуна и 700 кг 75 ного ферросилиция при перемешивании 5воздушно-газовым дутьем (воздух15,0 м /мин, природный газ 3 м 9/мин) .ЭЧерез 6,5 мин конвертер валят и сливают иэ него 1,67 т сплава (0,12 Уи 0,38 С) . Шлаковый расплав содержит 7,47 окислов железа и 12,80 У ОДля полного восстановления окисловванадия и железа в конвертер вводятизвесть, 600 кг ферросилиция и 500 кгалюминия при перемешивании воэдушкогазовым дутьем (воздух 12 м/мин,природный гаэ 3,2 м /мин) 3,5 мин. По окончании процесса получают 2,95 т сплава, содержащего, .: У 21,25, Я 1 15,2; М10,78; С 0,19, Я 0,011, Р 0,033, остальное. железо. Конечный шлак содержит, : УОЮ 0,16,Я 10 2 37,8 СаО 19,2, А 11016,7, М 90 7,8 и другие окислы, Отношение СаО:Я 101=0,5.Предлагаемый способ существенно упрощает технологическую схему производства ванадиевых сплавов значительно повышает производительность агрегатов, повышает извлечение ва" надия до 88. Способ получения ванадиевых сплавов, включающий проплавление ванадийсодержащих шлаков и извести,селективное восстановление железа и отделениерасплава, довосстановление обогащенного окислами ванадия расплава, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения перехода ванадия в восстанавливаемое железо и потерь ванадияс конечными шлаками, восстановителидля селективного восстановления железа вводят, снижая содержание окислов в расплаве до 4,5-7,5, а известь в обогащенный окислами ванадия расплав вводят в количестве,обеспечивающем отношение окиси кальция к кремнезему в конечном шлаке0,1-0,9.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3579328,кл. 75-1335, 1971.

Смотреть

Заявка

2600734, 03.04.1978

НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ТУЛАЧЕРМЕТ"

МАНОХИН АНАТОЛИЙ ИВАНОВИЧ, ЗУБАРЕВ АЛЕКСЕЙ ГРИГОРЬЕВИЧ, КОЛГАНОВ ГЕННАДИЙ СЕРГЕЕВИЧ, ВОЛКОВ СТАНИСЛАВ СЕРГЕЕВИЧ, КОСТЯНОЙ БОРИС МИХАЙЛОВИЧ, НЕЧАЕВ ЛЕОНИД СЕМЕНОВИЧ, ИВАШИНА ЕВГЕНИЙ НЕКТАРЬЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: C22C 33/04

Метки: ванадиевых, сплавов

Опубликовано: 15.11.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/3-881143-sposob-polucheniya-vanadievykh-splavov.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения ванадиевых сплавов</a>

Похожие патенты