Способ получения феррованадия

(511С 2 2 С 3 3 / 04 Й САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ ТОРС МОМУ ну нисоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(56) Авторское свидетельство СССР В 258348, кл. С 21 С 7/00, 1967.Рысс М.А. Производство Ферросплавов. М.: Металлургия, 1975, с. 287. (54)(57) 1. СПОСОБ. ПОЛУЧЕНИЯ фЕРРО- ВАНАДИЯ, включающий силикоалюминотермическое восстановление ванадий- содержащих материалов с избыточным расходом восстановителя, выпуск шлака, последующее рафинирование кремнистого полупродукта смесью извести и пятиокиси ванадия, выпуск металла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения разделки и дробления слитка, снижения в сплаве содержания вредных примесей и сокращенияпотерь ванадия 1 в металл при выпуске подают кремнеземсодержащие материалы в количестве 2-107 от веса металла.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что кремнеземсодержащие материалы подают совместно с оксидами железа в соотношении 1:(О, 1-3).3. Способ по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ .и й с я тем, что в состав смеси вводят пятиокись ванадия в количестве 5-607 от веса смеси.Способ относится к металлургии,.в частности к производству Ферросплавов, например сплавов с ванадием.Целью изобретения является упрощение разделки и дробления слитка,снижение в сплаве содержания вред ных примесей, сокращение потерь ванадия.Кремнезем целесообразно подавать на проходящий по желобу металл (тем,пература металла перед выпуском составляет 1680-1740 С) равномернона протяжении всего выпуска. Время ,выпуска плавки весом 7-9 т составляет 8-12 мин, т,е. скорость разливки металла составляет 500-1200 кг/мин Скоростьподачи, кремнезема при этомсоставляет 2-103 от скорости разливки металла.Способ допускает варианты пода чи кремнезема в металл при выпуске,например, в ковш до начала выпуска или же часть кремнезема в ковш до начала выпуска, а остальное на желоб, а также в промежуточные разливочные устройства перед разливкой в изложницы, Выбор варианта обусловлен наличием необходимого оборудования и не сказывается существенным образом на результаты. Двуокись кремния, взаимодействуя,с жидким металлом, вступает в химические реакции с магнием и ванадием,а образующиеся продукты реакции,растворяя в себе оставшийся кремнезем, способствуют формированию шлаковой фазы с сильно выраженным кислотным характером, являющейся окислителем по отношению к марганцу ипредохраняющей металл от насыщенияего азотом. Восстановленный кремний, ассимилируясь металлической фазой в процессе охлаждения, способствует формированию крупнозернистойструктуры сплава. Располагаясь приэтом по границам зерен и претерпевая в процессе охлаждения фазовыепревращения, кремний придает сплавунапряженное состояние, вследствиечего у слитков появляется склонностьк саморастрескиванию в процессе ихохлажцения. Это позволяет увеличитьмассу слитка до 4-6 т (вместо 11,2 т), причем не требуется предваритсльнос измепьчение слитков (перед отправкой их на щековую дробилку), 5 1 О 15 20 При этом значительно уменьшается поверхность контакта с атмосферой, сокращаются потери при окислении и . отпадает необходимость ручной сборки Ферованадия в короба, поскольку шпак, попадающий в металл при разливке, не рассыпается в порошок, а сохраняет свою форму,и в виде скардовины легко отделяется от металла. Поэтому весь металл, включая и мелочь (поскольку последняя не перемешана со шлаком), является годным продуктом. Повышение выхода годного приводит к увеличению производительности.Присадка кремнезема на металл в количестве менее 2 Е не сказывается существенным образом на повышение хрупкости сплава, что приводит к недостаткам извесТного способа и не происходит заметного снижения концентрации марганца и азота. Избыток кремнезема (более 103) приводит к переохлаждению сплава и загрязнению 25 г его шпаковыми включениями.Подача в металл кремнеземсодержащего материала совместно с оксидами железа позволяет одновременноснизить в сплаве содержание углерода, марганца и азота.При расходе оксидов железа менеечем О, 1 от веса кремнезема не происходит заметного снижения углерода и азота.При расходе оксидов железа, более чем в 3 раза превышающем вескремнезема, возрастает угар ванадия.Добавка в состав присаживаемойсмеси пятиокиси ванадия позволяетдостигать в сплаве более низкие концентрации марганца и углерода без,снижения содержания ванадия в сплаве.При содержании пятиокиси ванадияменее чем 5 Х от веса смеси не происходит глубокое рафинирование сплава от углерода и марганца.При содержании пятиокиси ванадияболее чем 607 от веса смеси снижается межфазное натяжение между шлаком 50 и металлом и шпаковая Фаза не отделяется от металла.П р и м е р 1. В дуговой электропечи ДСН с магнезитовой Футеровкой проплавлением шихты, содержащей 55 техническую пятиокись ванадия (9337 О , 3,57 ИпО), Ферросилиций (ФС 75),металлоотсев и известь получиликремнистый полупродукт, который ра1194905 финировали смесью извести и пятиокиси ванадия, после чего скачалишпак в шлаковню, а металл, содержащий 45,6% ванадия, 0,28% углерода,0,2% кремния, 3;5% марганца, 0,020%азота при отключенных электродахвыпускали в ковш. В процессе выпуска (масса металла составила 7 т,время выпуска 10 мин, температураметалла перед разливкой 1680 С) из.бункера на проходящий по желобу металл равномерно в течение всего 10 Технологические показатели выплавки РеЧ с обработкой полупродукта при выпуске из печи оксидсодержащими материаламиХимический состав РеЧ до и после обработки, мас.%Материалы, присаживаемые на металл привыпуске Номер опыта пятикварциты,%от веСостав РеЧ до обработки6 О 2 3 5 О 28 окисьванадия %от ве 45 0,02 са металла Состав Ре 7 после обработки са смеси 45,4 0,8 2,3 0,22 0,018 45 2 12 1 2 021 0016 45, 1 1,6 0,9 0,20 0,016 10 44,1 0,9 1,0 0,12 0,008 43,8 0,8 0,8 0,09 0,006 4230,6 0,6 0,080,005 0,08 0,006 0,60,08 45,5 0,7 45,7 0,6 0,06 0,005 30 46, 1 0,4 0,02 0,05 0,005 60 45,6 0,6 3,5 0,28 0,040(прототнп) 10 3 45,5- 0,2 3,3 0,28 0,02965 40,1 0,4 1,2 О, 19 0,016 0,05 12 оксиды железа (агломерат) доля от веса кварци- тов 5 0,15 15 35 15 1. выпуска подавали кварциты фракции (-0,5 мм) или смеси предлагаемого состава, Затем метапл разлили в изложницы с массой слитка 3,5 т.Быпа проведена плавка по известному способу, т.е. беэ обработки выпускаемого металла, все остальные параметры плавки быпи аналогичны описанным. Результаты выплавки феррованадияпредставлены в таблице.1194905 Расходэлектроэнергии,кВтч/т Масс Поте РеЧ имечаниео ванадпри слитка, Т о окислее дицион- нии н ных от- воэду ходов хе, 7 возат),7 2,5 2550 3,5 2533 3,5 Слитки в процессе охлаждения растрескивались, масса крупныхслитков составляла 15-25 кг,5 5 5 3,5 3,0 254 п ото 2890 1,0 22,5 астрескиваниелитков не набюдалось ип 3,2 19,5 24,3 3 2 мел место проесс ошлакова-"Г ия металла ФПредложенный способ позволяет значительно упростить операции разделки и дробления слитков, полностью, ликвидируя при этом ручной труд, сократить потери ванадия и получить феррованадий высшего качества с содержанием 0,02-2,3 Х марганца, 0,05- 0,22 Ж углерода и 0,005-0,0083 азота иэ рядовой технической пятиокиси ванадия (МпО 2,5-3,5) при извлечении ванадия нэ пятиокиси ванадия в феррованадий 97-987. Перешедший в процессе обработки сплава при выпуске его нз печи в шпаковую фазу ЭПродолжение таблицы ванадий легко утилизируется, что позволяет не только повысить извлече ние ванадия до 99,5-99,47., но и полу чить новый марганецванадиевый сплав без использования марганецсодержащих шихтовых материалов. Такой сплав может быть использован для легирования определенных марок сталей, например трубных, типа 17 ХГФА и других.Получение феррованадия с низким содержанием углерода и марганца известными способами требует предварительной очистки пятиокиси ванадия.Редактор И,Недолуженко Техред Л.Микеш Корректор Л.Патай Заказ 7385/31 Тираж 582 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 7 1 от марганца с последующей выплавкой низкоуглеродистого и низкокремнистого феррованадия методом смешения расплавов.Однако очистка пятиокиси ванадия от марганца связана с дополнительнымн потерями ванадия на стадии гидрометаллургии к тому же марганец в процессе переработки безвозвратно теряется со сливнымн водами. При 194905 8.этомизвлечение вайадия при выплавке феррованадия методом смешенияреагентов низко и не превышает803 т.е. потери ванадия на стадииэлектрометаллургического переделапревышают 203.Экономический эффект за счет указанных выше преимушеств способа со 1ставляет порядка 500 руб. на тонну1 О получаемого феррованадия.