Способ получения ванадиевых сплавов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК С ЗЗ 0 ЭН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ИТЕТ СССР Й И ОТНРЫТИ РЕТЕ ТВ 61) 881142 (21) 3312612/22-0 (22) 02.07.81 (46) 15.09.83. Бю (72) Н.Г. Гладыше единеЕВЬИ л. ию повы личе- нижеОПИСАНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 2л., 9 34в, П.П. Мишин,В.А. Насекин и Е,Н. Ивашина(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИСПЛАВОВ по авт. св. 9 881142 о тчающи:йсятем, что, сцельшения качества сплавов путем уве.ния в них содержания ванадия и с ния концентрации серы и марганца, наповерхность чугуна до ввода в негоокисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталеплавильный шлакв количестве 5-7,5 от веса чугуна,перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле впределах 0,008-0,015, после чегошлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак основностью 2,53 в количестве 5-10 от веса металла,продувают расплав кислородом с интенсивностью 2-3 ма/т мин до получениясуммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5, затем шлакудаляют.Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения ванадийсодержащих сплавов.По основному авт.св. Р 881142 извес тен способ получения ванадиевых сплавов, включающий расплавление ванадий содержащей шихты в присутствии предельного чугуна с отделением шлакового расплава от металла, восстановление железа и ванадия из соответствующих окислов шлакового расплава, про дувку полученного ванадиевого сплава в конвертере с донным топливно-кислородным дутьем до получения шлака .с 35-55 Ч О и восстановление богатого ванадиевого шлака на заключительной стадии плавки металлотермическим методом 1) .Известный способ предполагает за счет расплавлеиия окисной ванадий- содержащей части шихты в присутствии передельного чугуна осуществить перевод в металл меди, никеля и других элементов и исключитьпри этом переход из окисной части шихты в металлический расплав железа и ванадия.Однако передельный чугун,найример марок Ми М, содержит до 0,9- 1,5 Яз., 1,5-3,5 Мп и 0,030-0,070 Я Поэтому при совместном расплавлении окисной части шихты, в частности золы ТЭС, работающих на мазуте, и пере 30 дельного чугуна обычного состава в металлический расплав переходят не только медь, никель но и значительная часть железа и ванадия по реакциям:35 Мп) + (РеО) =(МпО)+ Ре);Я 1) +2 (РеО) = (Я 10)+2 Ре);5 Я 1) +2 (Ч 20 ) =5 (Яз.О) +4 Ч) .40Это приводит к снижению содержанияпятиокиси ванадия в шлаке и затрудняет получение кондиционного по содержанию ванадия сплава. Кроме этого,увеличение содержания закиси марганца в шлаке исключает возможность получения ванадиевого сплава с низкойконцентрацией марганца.Высокое содержание марганца впредельном чугуне повышает активность 50серы в нем, поэтому значительнаячасть серы находится не в чугуне, ав шлаковом расплаве. На заключительных стадиях плавки сера переходитиэ шлакового расплава в ванадийсодержащий сплав. Таким образом,уменьшается содержание ванадия и повышается концентрация марганца и серы в ванадиевых сплавах,Цель изобретения - повышение качества сплавов путем увеличения вних содержания ванадия и сниженияконцентрации серы и марганца.Поставлеиная цель достигается тем,что согласно способу получения ванадиевых сплавов на поверхность чугу на до ввода в него окисной ванадий"содержащей шихты заливают конечныйсталеплавильный шлак в количестве5-7,5 от веса чугуна, перемешиваютшлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,0080,015, после чего шлак удаляют инаводят новый известково-железистыйшлак основностью 2,5-3 в количестве5-10 от веса металла, продуваютрасплав кислородом с интенсивностью2-3 м/т мин до получения суммарного содержания кремния и марганца впределах 0,1-0,5, затем шлак удаляют.Конечный сталеплавильный шлак,например шлак мартеновского или кислородно-конвертерного процессов, втемпературном интервале 1320-1520 фСявляется термодинамически активнымдесульфуратором пО отношению к чугуну. Перемешивание шлака и чугунаинтенсифицирует процесс массообменареагирующих фаз и позволяет значительно увеличить кинетическую воэможность рафинирования чугуна отсеры,Возможность достаточно глубокойдесульфурации чугуна конечным сталеплавильным шлаком обоусловлена.также низкой концентрацией в нем серы,не превышающей, как правило, 0,2.По мере раскисления шлака углеродоми кремнием чугуна десульфурирующаяспособность шлака увеличивается.Количество конечного сталеплавильного шлака 5-7,5 от веса чугуна определено экспериментально.При количестве шлака менее 5 не удается получить чугун, содержащий менее 0,015 серы.При количестве шлака более 7,5 происходит значительное повышение содержания фосфора в чугуне, так как содержание пятиокиси фосфора в конечных сталеплавильных шлаках достигает 0,5-0,7.Обработака чугуна 5-7,5 конечного сталеплавильного шлака обеспечивает получение чугуна, содержащего 0,008-0,015 серы.Предварительное рафинирование чугуна от серы создает в дальнейшем более благоприятные условия для перехода серы из окисной ванадийсодержащей шихты в чугун,Содержание в чугуне 0,008-0,015 серы обеспечивает получение ванадиевых сплавов с концентрацией серы не более 0,050, что удовлетворяет предь. являемым к этим сплавам требованиям.1Удаление конечного сталеплавильного шлака исключает воэможность обратного перехода серы из шлака в металл на последующих стадиях процесса. Кроме этого, облегчается возможность наведения высокоосновного железистого шлака, необходимого дляглубокого рафинирования чугуна от . кремния и марганца.Наведение нового известково-железистого шлака основностью 2,5-3 в количестве 5-10 от веса металла и продувка расплава кислородом с интен. сивностью 2-3 м/т мин обеспечивают снижение суммарного содержания кремния и марганца до 0,1-0,5.При основности шлака ниже 2,5 и его количестве менее 5 суммарное 1 О содержание кремния и марганца в чугуне превышает 0,5, что не обеспечивает получение низкомарганцовистых ванадиевых сплавов. Кроме этого, не обеспечиваются нормальные условия 15 дефосфорации металла.При основности шлака выше 3 и его количестве более 10 снижается производительность агрегата вследствие больших затрат тейла на процесс шлакообразования без заметного увеличения глубины рафинирования металла от марганца, Скачивание известково-железистого шлака необходимо для проведения восстановительных операций на заклю чительной стадии процесса.Продувка расплава кислородом интенсивностью 2-3 мЭ/т мин обеспечивает оптимальный температурный уровень процесса, достаточный для формирования .активного известково-железистого шлака и не приводящий к значительномуперегреву ванны, так как при проплавлении окисной ванадий- содержащей шихты после скачивания 35 шлака при температуре более 1450 С происходит восстановление ванадия иэ окисной части шихты растворенньи . .в чугуне углеродом.40Основным назначением операции глу. бокого (до следов) рафинирования передельного чугуна рт кремния является предотвращение реакции восстановления ванадия из окисной части шихты 45 кремнием прирасплавлении ее в при.сутствии чугуна. Этот технологический прием обеспечивает более высокое содержание пятиокиси ванадия в шлаке и соответственно ванадия в ванадиевом сплаве.Глубокое рафинирование передель- ного чугуна от марганца предотвращает воэможность протекания реакции окисления марганца закисью железа шлака. Результатом этого является более низкое содержание закиси мар- . ганца в шлаке,и соответственно марганца в ванадиевом сплаве.Кроме того, отсутствие марганцаи кремния в чугуне снижает активйость 60 серы в нем, что способствует увеЛИ-. чению содержания серы в чугуне и уменьшению ее содержания в шлаке. Результатом этого является снижение содержания серы в ванадиевом сплаве. 65 Снижение суммарного содержаниякремния и марганца в чугуне до 0,5обеспечивает получение низкомарганцовистых ванадиевых сплавов.П р и м е р. В конвертер с комбинированным дутьем (кислородом сверху и топливно-кислородной и аргонной продувкой снизу) емкостью 10 тзаливают 3 т передельного чугуна,содержащего, : С 4,4; Я 1 1,5, Мп1,3, Я 0,050; Р 0,070 при температуре 1400 ОС.На поверхность чугуна сливают180 кг конечного мартеновского шлака, полученного при выплавке Ст 20в 10-тонной печи. Шлак содержит,Ъ:СаО 45; 810 20, РеО 12, МпО 5,8 31 О 31 Я 0 ф 2 уВ течение 5 мин продувают чугунаргоном снизу с интенсивностью0,7 м /т мин.3После продувки аргоном чугун содержит, Ъ: С 4,2; Я 1 1,1, Мп 1,5,Я 0,010 р Р 0,080.Скачивают шлак, наводят новый известково-железистый шлак основностью3 и переходят на режим окислительной продувки чугуна кислородом сверху с интенсивностью 4 м/т мин в течение 3 мин.Чугун после продувки содержит,Ъ:С 3,9 у Я 1 сл.у Мп 0,5, Я 0,008 уР 0,060.Скачивают образовавшийся шлак ипроплавляют в конвертере 5 т шламаТЭС, содержащего 21,5 Ч О-, 22,7Ге эц и 10 М.Процесс донной топливно-кислородной продувки ведут при температуре, не превышающей 1450 С, во избежание восстановления ванадия из окис.ной части шихты растворенным вчугуне углеродом.По окончании продувки металл .содержит, Ъ: С 0,45; И 1 15,1; Ч 0,05;Я 0,3 у Р 0,010. Выпускают металл вковш, а шлак, содержащий, Ъ. ЧО18,5; Реоц 41,3, ЯЮ 2 7,5; СаО 3,5,МдО 5 МпО 0,5,оставляют в конвертере и проводят последовательно операции: восстановление ванадия и железаиз шлака путем его обработки ферросицилием и алюминием при одновременнойпродувке расплава снизу инертным газом;разделение полученного нанадиевого сплава и обедненного пятиокисьюванадия шлака;окислительная продувкаванадиевого сплава;разделение металлаи богатого ванадийсодержащего шлака;окончательное восстановление ванадия из шлака металлотермическим ме- "тодом.Полученный ванадиевый сплав содержит, : Ч 35) .Я 1 14,5, Мз. 0,3; Мп0,5; Я 0,050,Изобретение позволяет стабильнополучать .феррованадий с содержаниеМ1041596 Составитель И, КлюевТехред Й. Гайду Редактор В. Ковтун Корректор А. Тяско Эакаэ 7070/28 Тираа 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д. 4/5Филиал ППП фПатентфф, г. Увгород, ул. Проектная, 4 марганца менее 3, стоимость которого марганца. Только за счет этой статьи значительно выше стоимости феррова- реализация изобретения даст экономинадия с более высоким содерванием ческий эФфект около 0,7 млн.руб.в год.