Способ получения ванадиевых сплавов в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой

(1 Ю ( А С 33/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН дни: на первой загружать и проплавлять окускованную офлюсованную смесьиз пыли и шлама химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шлака, известково-магнеэиальной и железорудной добавок примассовом содержании. компонентов соответственно 25-50, 45-60 и 5-157,оборотный шлак и ферросилиций, причем загрузку и проплавление этих ших.товых материалов производить дискретно до наплавления необходимого количества ванадийсодержащего полупродукта с промежуточным сливом отвального шлака пос, редной по на второй Гки эагружпятиокисиизвести,дийсодержния физик аемых с дельный нижен в зиальных 2 табл. Изобретение таллургии, к относится к чернойнкретнее к способамрросплавов и лигатур способа ается на плавлени ие от извест первый педве стадиишихты и впри этом ки ра етным од пл с дис производства фс ванадием.Цель изобрехода пятиокиси вального шлак пускамипредусмат ется ой ж вари смес испольэо- лезосодерельно окус вание в кжащей час кованной шлама хим честве окис и шихты пое Флюсованнойико-металлур стойкости футция ходв исырья. иэ пыли и ическои пере ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВА СПЛАВОВ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТР НЕЗИТОВОЙ ФУТЕРОВКОЙ (57) Изобретение относит металлургии, конкретно к производства Ферросплав с ванадием в дуговых печ товой футеровкой. Цель снижение расхода пятиок повышение стойкости фут утилизация отходов прои ванадиевого сырья. Пред период плавки проводить ся к чернойспособамв и лигатурах с магнеззобретенияси ванадия,ровки печи,водстваожено первыив две стаения - снижение расванадия, повышение овки печи, утилизаоизводства ванадиевог ле проплавления каждой очерции шихтовыхматериалов, а стадии первого периода плавать и проплавлять смесь иэ ванадия, ферросилиция и За счет использования ванаащих пылей и шламов, улучшео-химических свойств полуойств оксидных расплавов расход пятиокиси ванадия среднем на 20 кг, а магнеогнеупоров - на 40 кг,1574666ботки конвертерного ванадиевого шлака, известково-магнезиальной и железорудной добавокпри массовом содержа;нии компонентов в смеси соответствен-но 25-50, 45-60 и 5-15 Х.5Использование такого шихтовогоматериала обусловлено следующими технологическими предпосылками ь достигаемыми при этом положительными результатами,Пыли и шламы химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шлака являются отходами,получаемымив результате окислительного обжига, кислотного растворенияшлаков и последующего разделениякомпонентов,Отвальные шламы содержат, мас.7.:710 1,5-2,63 8102 18,0-20,61 Сао 200,15-0,50; МяО 0,3-0,6; А 10 э 1,72,0; МпО 7,0-8,5; СтОз 6,0-7,5;Содержание оксидов ценных металлов в шламе (железа, ванадия, марганца, хрома и титана) достигает787., в том числе железа и ванадияболее 502,Окускованная офлюсованная смесьявляется частью шихты, исПользуемойна первой стадии первого периодаплавки для получения ванадийсодержащего, полупродукта. Такой полупродуктпозволяет. уменьшить расход технической пятиокиси ванадия на последующей второй стадии первого периодаплавки и на плавку в целом,Ввод в состав смеси известковомагнезиальной добавки обусловленповышенным содержанием кремнезема(18,0-20,6 Е) и пониженным содержанием оксидов кальция и магния соответственно О, 15-0,50 и 0,3-0,6 Е в отходах ванадиевого производства,Оксид кальция вводят в составсмеси из расчета ошлакования оксидакремния как содержащегося в самихшихтовых материалах, проплавляемыхна первой стадии первого периодаплавки, так и образующегося на этой 50стадии плавки в результате восстановления оксидов железа, марганца,хрома, титана и ванадия с получениемшлака основностью 1,5-2,3, характерного для конца первого восстановитель.ного периода плавки, проводимой поизвестной технологии,Оксид магния вводят в состав смесив количестве, обеспечивающем получение сливного отвального шлака, содержащего 4-7% МяО, Такое содержание магнезии также характерно для конца первого восстановительного периода плавки,проводимой по обычной технологии.Присутствие оксида магния в смесиуменьшает переход магнезии из футеровки в шлак, т.е, повышает ее стойкость,При содержании в смеси пыли и шлама менее 253 концентрация пятиокисиванадия в ней не превышает 0,53. Припрочих равных условиях это или приводит к получению полупродукта с низкимсодержанием ванадия,или требует большого расхода смеси. И первое, и второе нецелесообразно как с экономической, так и с технологической точекзрения.При содержании в смеси пыли и шлама более 503 доля железорудной добавки в смеси составляет менее 5%,что затрудняет спекание смеси и необеспечивает достаточной прочностиагломерата,При содержании известково-магне-зиальной добавки в смеси менее 453основность отвального сливного шлакаменьше 1,5, а содержание магнезиименьше 47. Это затрудняет восстановление 7 О из шлака в полупродукт,в результате чего содержание Ч О всливном отвальном шлаке превышает0,37. Кроме того, начинается процессинтенсивного перехода магнезии изфутеровки печи в шлак,При содержании известково-магнезиальной добавки в смеси более 607формируется сливной шлак с основностью более 2,3, Такой шлак для поддержания его необходимой жидкотекучести требует повышенного расходаэлектроэнергии, Кроме этого, увеличивается количество шлака в печи,что связано с дополнительными потерями пятиокиси ванадия и снижениемпроизводительности печи,При содержании железорудной добавки в смеси менее 57 не обеспечивается получение достаточно прочного агломерата.При содержании железорудной добавки в смеси более 252 концентрация70 в ней не превышает 0,57, чтоэкономически и технологически нецелесообразно.Пределы содержания компонентовокускованной офлюсованнай смеси определены экспериментально и являются5 15 оптимальными, обеспечивающими наиболее .высокие технико-экономические показатели процесса получения ванадиевых сплавов по предлагаемому способуПоскольку пыли и шламы химико-металлургической переработки конвертер- ного ванадиевого шлака содержат поверхностно-активные вещества, мелкодисперсные шламы легко подвергаются окомкованию как в чистом виде, так и в смеси с флюсующими и железорудными добавками. Поэтому по техническим возможностям производства офлюсованная смесь может быть приготовлена методом предварительного окомкования компонентов смеси в заданных соотношениях известными способами, в окомковательных барабанах, тарельчатых грануляторах, бегунах и других смешивающих окомковательных устройствах.П р и м е р. Выплавку феррованадия производили в дуговой электропечи ДСН 1 с магнезитовой футеровкой, мощность трансформатора 4000 кВА, В качестве оксидной железосодержащей части шихты испольэовали предваритель но окускованную .методом агломерации офлюсонанную смесь из пыли и шлама химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шлака, известково-магнезиальной и железорудной добавок, содержащую, 7: Ге Ощ 15-25; Ч О 0,5-1,5; СаО 5-.55; ЯхО 6-12; МяО 5-8; МпО 2-4; Сг Оз 2-4; Т 10 3-5; А 10 э 0,8-1,5Первый период плавки вели в две стадии. На первой стадии в печь за- гружали и проплавляли за три приема 7200 кг окускованной офлюсованной смеси, 1800 кг оборотного шлака и 1500 кг 752-ного ферросилиция. После ввода и проплавления каждой очередной порции шихтовых материалов, соответственно 2400, 600 и 500 кг, производили промежуточный слив отвального шлака.После завершения первой стадии первого периода плавки получили около 3000 кг полупродукта, содержащего, 7.: С О, 1; Бд 18; Ч 8; Мп 6; Сг 5; Тх 3, железо остальное.Сливной отвальный шлак содержал Ч О 0,25%; СаО 56; 80 д 28; МяО 6.На жидкий ванадийсодержащий полупродукт загружали смесь из пятиокиси, ванадия, извести и ферросилиция в количествах и соотношениях, обеспечивающих получение после завершения второй стадии первого периода плавкь74666 35 конвертерного ванадиевого шлака; расход магнезитовых огнеупоров в среднемна 40 кг/т, феррованадия за счетввода в состав смеси известково-магнезиальной добавки,Кроме этого, ликвидация шламовых ванадийсодержащих полей в результате использования шламов в технологическом процессе обеспечивает улучшение экологических условий окружающей сре- дые Формула изобретенияСпособ получения ванадиевых сплавов в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой, включающий загруэ 50 ку и расплавление окисной железосодержащей части шихты, оборотногошлака, пятиокиси ванадия, ферросилиция и извести с последующим сливом отвального шлака первого периодаплавки, проведение второго восстановительного и третьего рафинировочного периодов плавки, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью сни 55 сплава, содержащего, 7: У 25"35;Б 1 15-25; С 0,3-0,5 и сливного отвального шлака приведенного выше состава.После этого проводили второй восстановительный и третий рафинировачный периоды плавки, не отличающиесяот технологии известного способа.Во втором восстановительном периоде в печь вводили смесь пятиокисиванадия, извести и 753-ного ферросилиция в количествах и соотношениях,обеспечивающих получение сплава, содержащего, Х: Ч 37-40; Зд 9-12;С 0,4-0,6,В третьем рафинировочном периодеплавки в печь вводили смесь пятиокисиванадия и извести, обеспечивая полу 20 чение сплава, содержащего, 7: Ч 40.50; М 0,7-2,0, и рафинировочногошлака, содержащего 15-20 7 Ч О.Расход шихтовых материалов и состав и распределение их по периодамплавки дан в табл.1.Основные технико-экономическиепоказатели процесса получения феррованадия по предлагаемому способуприведены в табл.2.Использование предлагаемого способа позволяет снизить расход пятиокисиванадия в среднем на 20 кг/т феррованадия за счет ввода в состав смесиванадийсодержащих пылей и шламовхимико-металлургической переработки1574666 жения расхода пятиокиси ванадия, повышения стойкости футеровки печи, утилизации отходов производства ванадиевого сырья, первый период плавки проводят в две стадии: на первой5 стадии загружают и проплавляют окускованную . офлюсованную смесь из пыли и шлама химико-металлургической переработки конвертерного ванапиевого 1 О шлака, известково-магнезиальной ижелезорудной добавок при массовом 1"одержании компонентов соответственно Таблипа Расход шиитовп материалов (в кг) на выплавку 1 т феррованаяия(50 522 ванадия) и химический состав ваиапиевых сплавов по периодамплавки по иэвестиому и предлагаемому способен получения ваяапиевыхсплавов вестный способ Предлагаемый способ Компонент Периоды и стадии планки рнопы плавки Итого э плавку Ит эаплавку ста- Итогэа п риоп иный агл ркавие 30 0 1 Я Оят 45 560 50 180 н адкя 80 1 О 000 100 630 50 пнй ный дляферросипий вторнчшлакаЯ шлак 15660 60 0001010 66 350 13,41,0 0,551,0 0,540,010,019 8,0 0,0 Бь Мп 6, 2 2 б л и Ц Соста одержание компонентов в окуско- Технико-экономические показателианной офлюсованной смеси, мас.Х плавки ь Са Снижениерасходач,окг/т ПЫЛЬ Ишпам жениехода Железоруднадобанка звестково агнезиаль ан добавк В сливн рас ОГН пор Х 810 нади евого произ- водств 5045 60 45 42 46 26 53 26 12,3 27,5 13,2 26,5 25 15,3 2 О,О026 0,24 о,го 0,38 023 0,25 2 3 5 50 48 30 37 1,4 2,4 810 52,и е. Состав 2 неагломерата;на 52 сост пятиокиси н Прим 1 еской прочност чной механиизводительндостаточно беспечивает повышенмнм ивает дост6 снижаетобеспечивасостав 5 н еспе состан н 1 не ть печи н 1 СОКОй ЭКОНОМИИдостаточно высокойпотерям няняпми. и прин поро ономин ог ХелеэорумератНагиеиотходыТекннчеокись вЧэОэ 92752-ныйАпшмннидоводкиОборотв(ЧО 1НевестьТренкомфпшс (ЧХимсбст 25-50 э 45-бО и 5-153 э оборотный шлаки ферросилиций, причем загрузку и.проплавление этих шихтовых материалов производят дискретно до наплавления необходимого количества ванадийсодержащего полупродукта с промежуточным сливом отвального шлака после проплавления каждой очередной порции шихтовых материалов, а на второйстадии первого периода плавки загружают и проплавляют смесь из пятиокисиванадия, ферросилиция и извести.