Способ получения ванадиевых сплавов

,(51)5 С 2 С 33/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ л ва окислами ванадия и получения затем из этого расплава ванадиевого сплава с относительно высоким содержанием ванадия (20-28 Ж) при остаточном содержании окислов железа в расплаве 7,6"157 значительно снижает потери ванадия с восстановленным железом ( с 0,3 Х). В то же время основ- ность конечного шлака в виде отношения окислов кальция и магния к кремнезему в пределах 0,9-1,6 способствует сохранению достаточной жидко- подвижности шлака, удовлетворительной отделяемости его от сплава и весьма полному восстановлению ванадия иэ шлака.Существенное влияние на качество ванадиевого сплава (содержание ваГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВЫХСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к производству ферросплавов, в частностик получению феррованадия. Цельюизобретения является повышение стенеИзобретение относится к производству ферросплавов, в частности к получению феррованадия,Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия в сплавВ сп ос об е и олуч е ния ва нади евых сплавов, включающем проплавление ванадийс одержащих неметаллич еских материалов и извести, проводят селектинное восстановление части железа из расплава, разделение металла и обогащенного окислами ванадия расплава, восстановление ванадия, железа, марганца и других компонентов иэ обогащенного расплава,Селективное восстановление железа иэ окислов с целью обогащения распла 2ни извлечения ванадия в сплав, Способ заключается в загрузке в конвертер восстановителей для селективного восстановления железа в количестве, обеспечивающем получение в обогащенном окислами ванадия расплаве 7,6- 15 окислов железа, а известь вводят в конвертер и ковш для получения основности сливного шлака 0,9-1,6, Кроме того, после загрузки в конвертер восстановителей для селективного восстановления железа в расплав присаживают углеродосодержащне материалы из расчета 1-8 углерода от массы восстановленного железа. Предлагаемьп способ обеспечивает оптимальные и ока зат ели процесса с высокой производительностью и низкими потерями ганадия, 1 з.п, ф-лы, 1 табл.надия в этом сплаве) оказывает полно, та отделения селективно восстановленного железа от обогащенного рас плава. Чем больше этого железа останется в обогащенном шлаковом распла 5ве, тем ниже содержание ванадия вконечном сплаве. Известно, что селективно восстановленное железо содержит следы кремния (й 0,057) и углерода ( с.0,037), В этом железе высо, кое содержание кислорода (4 0,17).Такой металл, как известно, имеетнизкое межфазное натяжение со шпаковой Фазой и весьма плохо отделяетсяотшпака, Для повышения межфазногонатяжения между метачлической и шпаковой фазами предлагается после присадки восстановителей (ГеБ., А 1) дляселективного восстановления железаперед выпуском в ковш расплава присаживаь в конвертер углеродсодержащий компонент (уголь, коксик, брикеты сажи и т,д.) в количестве 1,0-87углерода От массы Восстановленногожелеза, Углерод этого компонента понижает содержание кислорода и железа,при этом восстановленное железоимеет содержание углерода 0,2-1,07, чтообеспечивает увеличение межфазного30натяжения и соответственно достаточно полное отделение металла от обогащенного окислами ванадия шлаковогорасплава,При содержании окислов железа в 35 . обогащенном окислаьк ванадия расплаве менее 7,67. имеет место восстановление ванадия совместно с железом, что ведет к дополнительным потерям ванадия, Если в обогащенном окислами ванадия 0 расплаве остаточное содержание окислов железа более 157., в готовом сплаве получают относительно низкое содержание ванадия ( 20 ), Использование такого сплава для легирования 45 сталей не достаточно рационально, так как для его растворения в жидком металле необходимо металл перегревать в сталеплавильном агрегате, что приводит к дополнительным энергозатратам, сокращению службы огнеупоров, снижении качества металла.Осковность конечного (сливного)шлака оказывает существенное влияниена полноту восстановления ванадиякэ шлакового расплава при ококчательном получении сплава. Так приСаО + МВОосновности шлака ( , 8 )0,980 в расплаве будет много несвязанной в силикаты кальция кремнекислоты, которая образует с окислами ванадия трудновосстановкмые соединения, Это затрудняет восстановление окислов ванадия из шлакового расплава и таким образом увеличиваются потери ванадия со сливными шлаками, Высокая основность конечного шлака СаО + МяО( . -)1,6 затрудняет ведение0процесса. Так при высоком содержании СаО в шпаковом расплаве в период селективного восстановления железа. совместно с железом восстанавливается и ванадий, что нежелательно (увеличиваются потери ванадия), Кроме того, конечный шлак с высоким содержанием СаО в сумме с МяО будет недостаточно жидкоподвижным, что в значительной степени затрудняет отделение сплава от шлака (большое количество корольков металла остается в шлаке)Выбранные граничные содержания присаживаемого количества углеродсодержащего компонента 1-8,07 от веса восстановленного железа обеспечивают оптимальное проведение процесса. Так, если присаживать менее 17 угле-рода. от количества полученного железа, при содержании окислов железа в обогащенном окислами ванадия расплаве ближе к верхнему пределу (12-157), значительное количество углерода расходуется на восстановление окислов железа, а восстановленное железо остается с высоким содержанием кислорода, имеет низкое межфазное натяжение и соответственноплохо отделяется от шлака. Если присадить в шлаковый расплав углеродосодержащий компонент в количествах,обеспечивающих содержание углерода более 87 от массы восстановленного железа, зто приведет к снижению окислов железа в обогащенном окислами ванадия шлаковом расплаве и соответственно восстановлению вместе с железом части ванадия, а также к повышению содержания углерода и серысплаве выше допустимых пределов.П р и м е р 1, В конвертер с газокислородным и нейтрально-газовым дутьем (емкость 7,6 м) загружают 3 т ванадиевого шлака и 1,2 т извести, Химический состав основных компонентов шлака, 7: 7 О 18,1 Ре (общ,) 29,5, 810 17,0, Кроме этого, в ванадиевом шлаке 107 ме515 10 20 30 35 25 40 45 50 55 5 161 талла (корольки железа, запутавшегося в этом шлаке). Расплавление загруженной в конвертер шихты производится подачей через донные фурмы кислорода25 м/мин и природного газа 10 м/мин Шихта полностью расплавляется через 40-50 мин. Химический состав расплава, %: Ч 05 11,6, Ре (общ,) 23,9. При темйературе шпакового расплава 1400 С в конвертер присаживают 350 кг РеБд 75% и 130 кг А 1. При этом через донные фурмы подают нейтральный газ 12 м /мин и природный газ 3,5 м/мин. Расплав перемешивают н течение 7 мин с учетом времени присадки восстановителей и сливают в ковш с донным шиберным затвором. Перед сливом в конвертер загружают 35 кг угля АШ, В ковше расплав выдерживают 8 мин, происходит разделение шпака, обогащенного окислами ванадия и восстановленного металла, через донный шиберный затвор металл сливают в емкость, а шлак переливают в другой ковш или оставляют в этом же ковше, если его емкость позволяет проводить в нем второй восстановительный период с получением сплава ванадия, Химический состав селективно восстановленного железа,%; С 0,2, 81 0,03, Ип 0,02, Ч 0,3, Сг 0,02, железо остальное. Количество восстановленного железа 950 кг. Химический состав обогащенного окислами ванадия шлакового расплава, %: Ч 0 12,5, РеО 8,2. Ковш с шлаковым расплавом после отделения железа устанавливают на стенд с продувочной фурмой. На шлаковый расплав загружают восстановители - 600 кг Р .81 (75%) и 250 кг алюминия плавленного. фракцией до 25 мм и расплав перемешивают нейтральным газом, который подают через погружную фурму, Дня сохранения оптимальной температуры расплава (1600-16500 С) н когш присажинают ,кусковую известь или известняк в количестве 120 кг. Перемешивание продолжают 12 мин. После этого делают выдержку в ковше для полного разделения шпака и сплава (8 мин). Шлак и металл поочередно сливают в емкости. При этом получают 1175 кг сплава химического состава, % С 0,15, Мп 6,8, Б 0,02; Р 0,035; У 26,4; Сг 0,06, Б 12,2 ф Ре остальное. Слив 1 ной шпак содержит, %: Ч О 0,65, РеО 0,4, СаО 32,0, 8102 35,0, М 80 2,4, А 190 а 23,0; ТОг 6,1 а СгаО 2,2,1969 6 Основность сливного шпака(сааМХО) О 98,810П р и м е р 2, В конвертер с донным гаэокислородным и нейтральногазовым дутьем емкостью 7,6 м загружают 3,5 т ванадиевого шлака, содержащего, %: ЧОэ 18,5; Ре (общ,)32,0, БдО 16,5; ИпО 9,0; СаО 3,5,3,5. В составе шпака металлическаячасть составляет 10,5% от общей массы шлака, в составе шихты также1,7 т извести. Распланляют шихтув конверт.ере за счет подачи на донные горелки 23 мэ/мин кислорода и8,5 мэ/мин природного газаПродолжительность ре:плавления 50 мин. В расплав с температурой 1450 С присаживают РеБ 550 кг (75%),и перемешивают компрессорным воздухом с расходом 10 мэ /мин в течение 8 мин и затем сливают в ковш с донным шиберным затвором. Перед сливом в конвертер загружают 70 кг угля АШ. В ковше расплав выдерживают 6 мин, через шиберное отверстие металл ныпивают в емкость, а обогащенный шлак в конное устанавливают на стенд с продувочным устройством. Количество восстановленного железа 920 кг. Химический состав селективно восстановленного металла, %: С 0,60; Б 1 0,02; Ип 0,03; 8 0,033, Р 0,042, У 0,29, Сг 0,02, железо остальное. Обогащенный шлак содержит, %. УО 11,7; РеО 13,9. Нейтральным газом перемешиваютрасплав, загружают н ковш 700 кгРеБ (75%) и 250 кг плавленного алюминия, Продолжительность перемешивания 10 мин, затем в течение 8 минрасплав выдерживают в ковше для полного разделения сплава и шлака иразливают в различные емкости,Получают 1580 кг сплава состава,%:С 0,45; Мп 7, 1, Б 14, 5; Б О, 015,Р 0,04, Ч 21,8, Сг 0,4; Т 0,5, железо остальное,Сливной шлак имеет химический состав, %: СаО 46, 810,9 36,6; ИпО 2,1,РеО 0933 ф, У 0,25, 1 фО 7,4,. А.0 9,1. Основность сливного шпака(СаО + М 80) БхО В таблице представлены результаты испытаний способа.1611969 ления железа загружают в конвертер в количестве, обеспечивающем получение в обогащенном окислами ванадия расплаве 7,6"15,0 Е окислов железа, а известь вводят в конвертер и ковш для получения основности сливного плака 0,9-1,6.2, Способ по п1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после загрузки в конвертер восстановителей для селективного восстановления железа в расплав присаживают углеродсодержащие материалы из расчета 1,0-8,07 углерода от массы восстановленного железа.Фор мула из обр етения Граничные условия способом Консистенция конечного шлака Потери ванадия, Примечание Я честно угле"ода, Я Содер жанне ванади в спла ве, Х ве ос чно станов ленном железе яачот 5,0 Бидко 3 нтелььыеп ери ванадияв восстановленным железомв виде со славными пдакаж в железао восстановл одержание окисл осле селективно елеэа Рео6,6+ ьО01 7 сливного эиака8 кг угля АИ приленного железа 12Содержание окисловселектнвиого восстлева Рео д 8,2Основность сливног-- ф-0,98заО35 кг весе носстаноОО кг 065,15 То ке железа послановления же угля АШ при вего железа 950 кжанне окислов жтинного восстан Рео13,92ность сливного Восстановенн оде еза послевлеиия жеи 29 0,25 Потери западминимальные,6 . О,а 21,8 ка си 18вь 02 70 кг угл новленног Содержание ванадия в сплаве ближе к никпеАП при железа се восс0 кг 2,5 0,6,8 остань Содержание окислов железа п елективного восстановления едеэа Рео18 жидкоповижнновность сливного жака1,9О+ НКО2 100 кг угля АШ при весе восстановленного железа 840 кг Составитель Л. ЯнковскаТехред П. Сердюкова ректор Н. Ревская ньк едактор Заказ 3814 Тираж 486ВНИИПИ Государственного комитета по изобретения113035 э Москва, 111 3 э Раушская одлисаное ткрытиям ГКНТ СС иЧПроизводств нно-издательский комбинат "Патент , г,ужгород, ул. 1 агарина,1 1 1. Способ получения ванадиевых сплавов, включающий проплавление ванадийсодержащих неметаллических материалов и извести, селективное восстановление части железа из расплава, разделение металла и обогащенного окислами ванадия расплава, восстановление ванадия, железа, марганца и других компонентов из обогащенного расплава, о т л а ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения, ванадия в сплав, восстановителя для селективного восстановму пределу (20,02) Повышение потерь ванадия с восстанов" ленным железом Потери сплава во спивнымшлаками в энде корольков 7-102 от веса планки