Способ получения сплавов с ванадием

СОЮЗ СОВЕТСКИХсанлапекнихРЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ пС 22 С ИЗОБРЕТЕНИЯ СА ЬСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СС Р 881143, кл. С 22 С 33/04, 1978.2. Авторское свидетельство СССР Р 246552, кл. С 21 С 7/00, 1964. (54)(.57), СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ С ВАНАДИЕМ из ванадийсодержащего шлака, включающий двЕ стадии обработки окисного расплава, селективное углетермическое восстановление железа на первой стадии, отделение АВТОРСКОМУ СВ,ЯО 1006530 А образующегося металла от расплава,восстановление металлов из расплава на второй стадии, о т. л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сниже.ния кратности шлака и повышения извлечения ванадия, селективное восстановление железа ведут до остФгочного содержания окислов железа2,0-4,0 от веса ванадийсодержащегошлака, поддерживая при этом основность шлака 0,05-0,25, отношение.закиси марганца к двуокиси кремния врасплаве - в пределах 0,3-1,0 присадками марганцевой руды или концентрата, а восстановление металловна второй стадии осуществляют углетемическим процессом.Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к получению сплавов с ванадием и ванадиевых лигатур, и может быть использовано при переработке ванадийсодержащих шлаков в сплавы ванадия с другими химическими элементами, предназначенными для легирования сталей, сплавон и чугунов.Известен способ получения нанадиевых сплавов на первой стадии кото рого из окисного расплана частично восстанавливают железо до остаточ- ного содержания его скислон в шлаке 4,5-7,5, используя н.качестве восстановителя Ферросилиций, а в ка честне флюса - известь, Затем отделяют полученный металл от окисного расплава на второй стадии. Из этого расплава металлотермическим способом восстанавливают металлы 1 1, 20Недостатком способа является использование в качестве восстановителя на обеих стадиях процесса дорогостоящего ферросилиция, что исключает возможность восстановления в сплав кремния из шлака и приводит к увеличению количества отвального шлака за счет продуктов окислениявосстановителя и значительных присадок извести, что влечет за собой увеличение потерь ванадия, кремния и марганца и рост себестоимости сплавов.Наиболее близким к предлагаемомупо техническому решению и достигаемо му эффекту янляется способ получения сплавов с ванадием в две стадии,На первой стадии исходный ванадий"содержащий шлак смешивают с коксом,.добавляют 5-10 плавикового шпата, 4расплавляют в электропечи и при 14001450 ОС, проводят селектинное углетермическое восстановление железа доостаточного содержания железа в расплаве порядка.10, после чего шлак ивосстановленный металл раздельно сливают в изложницы. На второй стадииобогащенный ванадийсодержащий шлакрасплавляют в электропечи и восстанавливают ванадий из окислов кремнияферросилицием и алюминием с добанлением извести. При необходимости по лученный феррованадий рафинируют отизбыточного содержания кремния,алюминия и титана тем же обогащенным ванадийсодержащим расплавом - 55продуктом первой стадии процесса 2.Нецостатком первой стадии известного способа является введениев шихту дорогостоящего дефицитногоплавикового. шпата, который, сыграв бОроль разжижителя, остается в шлакебалластом, увеличивает количестворасплава и снижает эффект егообогащения ванадием а такжевысокое (10) остаточное содержание железа. На второй стадии процесса восстановление ванадия, марганца и железа из окислов обогащенного шла" ка в сплав производится также дорогостоящими ферросилицием и алюминием в присутствии извести, что ведет к увеличению количества отваль.- ного шлака. С увеличением количества отвального.шлака растут потери окислов ванадия, кремния, марганца, что дополнительно увеличивает себестоимость получаемых сплавов.Целью изобретения является снижение кратности шлака и повышение извлечения ванадия. Цель достигается тем, что .по известному способу получения сплавов с ванадием из нанадийсодержащего шлака включающему Две стадии обработки окисногорасплава, селектив ное углетермическое восстановление железа на первой, отделение образую щегося металла от расплава, восстановление металлов из расплава - на второй стадии, селектинное восстановление железа нецут до остаточного содержания окислов железа 2,0-4,4 от веса ванадийсодержащего шлака, поддерживая при этом оснонность шлака 0,05-0,25, отношение закиси марганца к двуокиси кремния поддерживают н расплаве в пределах 0,3-1,0 присацками марганцевой руды или концентрата, а восстановление металлов на второй стадии осуществляют углетерми. ческим процессом.Селективное восстановление железа проводят для обогащения расплава окислами ванадия; восстановление железа целесообразно вести до остаточного содержания окислов железа в пределах 2,0-4,4 от переплавленного ванадийсодержащего шлака, причем содержание окислов железа менее 2,0 сопровождается восстановлением и переходом в получаемый попутный. металл ванадия и марганца вместе с восстановленным железом. Увеличение содержания окислов железа более 4.,4 приводит к увеличению железа.в конечном сплаве и соответственно снижает содержание ванадия, кремния и марганца н нем.При основности расплава менее 0,05 также увеличивается переход ванадия в попутный металл; основность более 0,25 нецелесообразна, поскольку в этом случае не будут изменяться условия перехода ванадия в попутный металл при одновременном увеличении количества отвального шлака,Для хорошего разделения металла и окисного расплава жидкотекучесть шлака в процессе обогащения обеспечивают за счет поддержания отношения закиси марганца к двуокиси крем1006530 40 Показатели Предлагаемый Известный 12 13,2 3,6 0,66 кокс марганцевый концентрат 0,36 1,0 плавиковый шпатизвесть 4,6 ферросилиций ния в пределах 0,3-1,0, для чего,при необходимости, в шлак присаживаютмарганцевую руду, концентрат илидругие марганцесодержащие добавки.При снижении этого отношения ниже0,3 резко возрастает температураплавления и вязкость шлака, что за-трудняетпроцесс восстановления железа и разделения образующегося попутного металла и окисного расплава, При отношении выше 1,0 снижается 10содержание окислов ванадия в обогащенном расплаве.Применение в качестве разжижителей шлака окислов марганца позволяет отказаться от применения традиционных разжижителей: извести, плавикового шпата, окислов магния, обуславливает возможность применения дешевого углетермического,способа восстановления ванадия, кремния, мар Оганца и железа в сплавы с уменьшением количества отвального шлака.Частично восстановленный расплав,полученный на первой стадии, обеспечивает успешное получение сплавов сванадием путем углетермического восстановления на второй стадии,П р и м е р. Плавки проводят в,дуговой электропечи емкостью 3 т, футерованной магнезитовым кирпичом.Ванадийсодержащий конвертерныйшлак в кусках размером менее 200 ммв количестве 3000 кг смешивают с коксом и загружают в электропечь, гдепроводят нагрев, плавление и необходимый перегрев расплава с селективным восстановлением железа из окислов углеродом кокса.После полного расплавления, перегрева и выдержки, необходимой для Удельные расходы основныхматериалов, т конвертерный ванадийсодержащий шлак восстановления железа и хорошего раз-деления шлака и металла, отбирают пробы шлака для определения в ием остаточного содержания окислов железа, основности закиси марганца и двуокиси кремния. Жидкоподвижность шлака, необходимую для более полного восстановления окислов железа.и хорошего разделения шлака и металла, обеспечивают за счет нагрева шлака и металла до 1460 С (замер термопарой погружения) и отношения закиси марганца к двуокиси кремния в пределах 0,3-1,0. При этЬм жидкотекучесть шлака по вискозиметру Герти составляет 165 мм и визуально шлак жидкоподвижен. Основность полученного шлака 0,05-0,25.При получении в пробе шлака содержания окислов железа 2,0"4,4 от загруженного конвертерного шлака, металл и шлак сливают в футерованный разливочный ковш и разливают в разную посуду, при этом вес попутного металла составляет 680 кг .или 26, а вес обогащенного шлака - 2040 кг или 68 от исходного ванадийсодержащегоконвертерного шлака.Обогащенный шлак охлаждают, дро" бят до величины кусков (-100 юю), смешивают с коксом в соотношении на 100 ч. шлака 35 вес. ч. кокса, загружают в руднотермическую печь, тде шихту подвергают нагреву, расплавлению и восстанавливают ванадий, крем,ний, марганцевое железо в сплав. Срав нитель ные технико-экономичес-" кие показатели плавок по известному и предлагаемому способам представлены в таблице.1006530 Продолжение таблицы Показатели Известный Предлагаемый Переход в металл т/тванадия,0,84 0,84 0,4 3,4 2,7 Извлечение элементов,90 85 60 35 60 Выход отвального шлака,т/т ванадия 2,1 30 Использование предлагаемого способа позволяет сократить удельный расход ванадийсодержашего шлака, и ключить расход ферросилиция, плави кового шпата и извести, уменьшить кратность шлака при одновременном Составитель О.ВеретенниковТехред А,Ач Корректор С.шекмар Редактор Н.Егорова Заказ 2056/43 Тираж 625 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 кремниймарганецжелезо ванадиймарганецкремний повышении извлечения ванадия, марганца и кремния.В результате на каждой тонне извлеченного ванадия. в сравнении с из вестным способом экономическая эффективность составит 600 руб.