Способ получения карбидов металлов

(и) 18263132 Р 916 8 ф Гсу,б и) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ вторскому свидетельст получают надия и дующей з да на бло отделение Отличием введение диванадию осуществп боткой, и арбидов металсть изобретен астворо :(1-10) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)(56) Авторское свидетельство СССР И 171758кп. В 22 Г 9/16, 1981,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДОВ МЕТАЛЛОВ(57) Использование: получение кпов в электропередачах Сущно карбид ванадия из пентаоксида дивавосстановитепя прессованием с послсагрузкой в электропечь, плавкой карбик дроблением, тонким измепьчением и м свободного углерода и примесей. изобретения является дополнительное известняка до соотношений углерода к(0,48-0,55):1 и (0,45.4),47):1, загрузку яют чередованием слоев с термообратонкоизмельченный продукт классифидой при ТЖ = 1:(-5) или 2-10,1-нымминеральных киоют при ТЖ нагреве до 40 ОС. 4 табл.5 10 15 20 25 30 35 40 4550 Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения карбидов металлов в электропечах.Цель изобретения - создание высокопроизводительного процесса получения карбида ванадия, близкого по составу к стехиометрии, и повышение его качества,Вначале загружают шихту. в которой отношение углерода к пентаоксиду диванадия выбрано равным 0,48-0,55, что больше чем требуется по стехиометрии для реакцииЧ 205+ 7 С = 2 ЧС+ 5 СОна 0,02 - 0,09,При отношении, меньшем 0,48, содержание связанного углерода будет не более 16,0%, т.е, блок карбида ванадия будет состоять иэ двух фаз ЧС и Ч 2 С, при этом микротвердость низшего карбида значительно ниже, чем высшего (1500 против 2800 кгс/мм ), что резко снижает износостойкость наплавленного слоя,Если на первой стадии поддерживать отношение углерода к пентаоксиду диванадия более 0,55, то резко увеличивается проводимость шихты, что приводит к резкому уменьшению посадки электродов, выходу дуг на поверхность, выбросу шихты и прекращению процесса формирования блока,Использование шихты с отношением углерода к пентаоксиду диванадия, равным 0,45 - 0,47, необходимо для обеспечения стабильно глубокой посадки электродов, хорошего схода шихты и высокой производительности, Если использоваь шихту с отношением углерода к пентаоксиду диванадия меньшим 0,45 или большим чем 0,47, то это не позволит обеспечить необходимый технологический процесс. Посадка электродов будет не стабильной, будут наблюдаться выбросы.Введение в шихту известняка в количестве, обеспечивающем отношение СаО/Ч 205, равном 0,02 - 0,1, позволит при формировании блока, одновременно с карбидом ванадия получать и карбид кальция (СаС 2) в количестве 1 - 10 мас,%. Карбид кальция не растворим в карбиде ванадия,.но хорошо растворяет вредные примеси (Мп, Т 1, Р, Б и др,). Это позволит использовать в шихте более дешевый технический пентааксид диванадия (90 - 92% Ч 205), вместо дорогостоящего и дефицитного исходного высшего оксида ванадия марки "Ч" или "ХЧ". Обработка тонкоизмельченного порошка карбида ванадия водой при Т:Ж, равном 1;1 - 5:5 или слабым раствором минеральной кислоты с концентрацией 2 - 10% при Т;Ж 1:1 - 1:10 при температуре 20 - 40 С позволит удалить не только свободный углерод до содеркания менее 0,5%, но и в результате разложения в воде СаС 2 на гидроокись и ацетилен выделить нежелательные примеси, Отношение твердого к жидкому при обработке водой, равное 1:1- 1:5, обеспечивает необходимую степень чистоты карбида ванадия при наименьшем выносе годного продукта с нижним сливом при классификации. Концентрация кислоты. менее 2% недостаточна для удаления примесей, более 10% требует решения вопросов технологической оснастки и заметно растворяет карбид ванадия, Отношение Т:Ж 1;1 - 1:10 обеспечивает наименьшие потери со сливом и необходимую степень очистки.Неоднократное чередование подачи дифференцированной шихты через 20 - 150 мин позволит стабильно поддерживать необходимый энергетический и технологический режим плавки и обеспечит получение блока в печах мощностью от 200 до 2000 кВА с однофазной структурой, с содержанием свободного углерода не более 1,5% и связанного не менее 16%,Опытно-промышленные испытания способа получения карбида ванадия показали, что по предлагаемому методу в электропечи получают карбид ванадия с соДержанием связанного углерода не менее 16,0%, свободного не более 1,5%, при этом содержание общих примесей с учетом Са составляет 10 - 14, Изучение структуры и определение состава фаз на "Камскан" показало, что карбид кальция располагается по границам зерен карбида ванадия и в нем сосредоточены в основном все примеси. Отмывка в воде или минеральной кислоте позволяет получать продукт с содержанием связанного углерода 18,0 - 19,0% Ссвоб - не более 0,5%, общие примеси 1,0 - 3,5%.П р и м е р 1, Выплавка карбида ванадия в электропечи с использованием дифференцированной шихты по известному способу (прототипу) с использованием технического пентаоксида диванадия (Ч 205 92%) представлена в табл. 1.Состав продукта после гидрообработки представлен в табл, 2.Таким образом, по известному способу невозможно получить карбид ванадия с содержанием связанного углерода более 17,5%, Кроме этого, известный метод не позволяет использовать технический пентаоксид диванадия с содержанием основного элемента 90 - 92%, поскольку метод не обеспечивает удаление примесей из карбида, Производительность при этом составляет всего около 30 кг/ч при низком извлечении ванадия.П р и м е р 2. Выплавка карбида ванадияс использованием технического пентаокси1826313 Таблица 1 Таблица 2 15 Таблица 3 да диванадия (90 Ч 20), известняка и сажи. Брикеты изготавливали по известной методике. Компоненты шихты взяты в следующем количестве (см, табл. 3).Варианты шихты М 1 и М 2 на плавку 5 чередовали через 80 - 120 мин.В табл. 4 представлен состав полупродукта до отмывки (числитель) и продукт после отмывки (знаменатель).10 Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать карбид ванадия высокого качества при использовании технического пентаоксида диванадия,Недефицитность технического пентаоксида диванадия открывает широкие возможности для использования в народном хозяйстве,1826313 Таблица 4 Составитель Г.Тарабрин Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп Редактор С.КулаковаЗаказ 786 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДОВ МЕТАЛЛОВ, преимущественно карбида ванадия, включающий приготовление 5 шихты двух типов иэ пентаоксида, диванадия и восстановителя, прессование, загрузку в электропечь, плавку карбида на блок, дробление, тонкое измельчение, отделение свободного углерода и .10 примесей, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта, производительности процесса и степени извлечения ванадия, приготовление ших 15 ты осуществляют с дополнительным введением известняка до соотношений СаО: 9205 = (0,02 - 0,10); 1 и С Ч 20 Б = (0,45 - 0,47): 1 во втором типе шихты, загрузку начинают с первого типа нагретой шихты и чередуют ее с шихтой второго типа через 20 - 150 мин, проводят термообработку в течение этого времени следующей порции шихты, тонкоизмельченный продукт подвергают классификации водой при Т Ж = 1; (1 - 5) или 2 - 10,-ным раствором минеральных кислот при Т: Ж = 1; (1 - 10) при нагреве до 40 С.