Способ получения феррованадия

(57) И в час конк Цель прои расхо огнеу прово зобретение относит ности к производст етно ванадийсодер ю изобретения явля водительности, сокр дов ферросилиция, паров и улучшение дят с испольэовани ся к металлургии, ву ферросплавов,жащих сплавов.ется увеличение ащение удельных электроэнергии, качества. Плавку ем окускованной Изобретенв частности кконкретно ванЦелью изоние произвоудельных расхэнергии, огнеусплава,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР М 258348, кл. С 21 С 7/00, 1967,Крамаров А,Д, и Соколов Н,Н. Электро- металлургия стали и ферросплавов. М.: Металлургия, 1976, с. 524.(54) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНА- ДИЯ ие относится к металлургии, производству ферросплавов, адийсодержащих сплавов. бретения является увеличедительности, сокращение одов ферросилиция, электропоров и улучшение качества Ванадийсодержащее сырье подвергают окускованию и предварительному восстановлению Ч 205 до Ч 20 з, затем его проплавшихты и предварительно восстановленного пентоксида диванадия углеродом. Окускованный продукт содержит оксиды кальция и магния при соотношении 1:(0,4 - 0,7) в количестве 0,05 - 0,8 от массы триоксида диванадия и 20 - 90 от общего количества кремниевого восстановителя. Пооплавление окускованного продукта осуществляют с присадкой извести и кремнистого восстано-вителя, поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе 1:(0,01 - 0,6) при отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния, равном 1,6 - 2,5, и заканчивают процесс при соотношении оксидов кальция и окси дов магния в шлаке 1,(0,1-0,35), За счет повышения температуры плавления предварительно окускованной части шихты, формирования оптимального состава расплава повышается степень извлечения восстанавливаемых металлов, снижается агрессивность распла ва ат нос и тел ь но футеровки печи. 2 табл. ляют с присадкой извести и кремнистого восстановителя.дПроведение плавки на окускованной шихте с предварительным восстановлением пентоксида диванадия углеродам и кремнием до Ч 20 з позволяет повысить температуру плавления окускованной шихты до 1550- 1600 С. При этом реакция восстановления триоксида диванадия кремнием начинает протекать в твердой фазе, а к моменту проплавления шихты восстановительный процесс практически завершается. Этопозволяет уже на ранней стадии шлакообразования иметь расплав, обогащенный оксидами магния при концентрации оксидовванадия ниже концентрации диоксидакремния, т.е. недовосстановленные оксидыванадия находятся в связанном состояниив виде силикатов ванадия, Такой расплавявляется нейтральным по отношению к футеровке и не взаимодействует с огнеупорами.Формирующаяся же металлическая фаза при этом не содержит кремния (содержание кремния составляет 2 - 6 вместо30-406 в известном способе) и не оказывает разрушающее воздействие на подину иоткосы.Присадка на образующийся расплавферросилиция и извести приводит к ослаблению силикатных группировок за счет увеличения,доли оксидов кальция в шлаке иодновременному довосстановлению ванадия при взаимодействии ферросилиция с,оксидами ванадия в процессе его погружения в расплаве.Таким образом, предложенный способпозволяет провести процесс при отсутствииконтакта агрессивного расплава с огнеупорами, причем в шлаковой фазе эффект достигается не только исключением изсистемы пентоксида диванадия путем предварительного его восстановления углеродом, но и нейтрализацией вредного, воздействия триоксида диванадия за счет, связывания его в промежуточные соединения - силикаты ванадия. В металлическойфазе отсутствие взаимодействия с огнеупооами достигается за счет проведения силикотермического процесса. преимущественно путем твердофазноговосстановления триоксида диванадия иобразования бескремнистого первичногометалла, При этом в максимальной степенииспользуется теплота экзотермических реакций, что в свою очередь позволяет сократить расход электроэнергии, ферросилиция,повысить производительность и улучшитькачество сплава за счет снижения концентрации углерода растворенных газов и неметаллических включений, причем ипараметры, отраженные в формуле изобретения, найдены опытным путем и отражаютте пределы, в которых реализуется цель изобретения,Так, соотношение оксидов кальция имагния в окускованном продукте 1:(0,4-0,7)и их количество (0,05-0,8 от массы триоксида диванадия) являются оптимальными,При содержании оксидов магния менее0,4 от массы оксидов кальция и их суммарном количестве менее 0,05 от массы триок 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 сида диванадия не удается достичь развития твердофазного процесса взаимодействия ферросилиция с оксидами ванадия,вследствие чего первичный металл насыщается кремнием, а шлаковая фаза - триоксидом диванадия, в результате чегопроисходит разрушение футеровки и загрязнение сплава газами и неметаллическими включениями.При содержании оксидов магния более0,7 от массы оксидов кальция и их суммарном количестве более 0,8 от массы триоксида диванадия проплавление шихтызатруднено, расплав утрачивает жидкоподвижность, восстановительный процесс неполучает развития, вследствие чего снижается производительность, повышается расход электроэнергии,Содержание в окускованном продукте20 - 90 от общего количества кремнистоговосстановителя (например, ферросилициямарки ФС - 75) является оптимальным, Недостаток ферросилиция в окускованномпродукте (менее 20) приводит к образованию первичных шлаков, обогащенных оксидами ванадия, и взаимодействию их согнеупорами.При содержании ферросилиция в окускованном продукте более 90 не удаетсядостичь полного восстановления ванадия изоксидов, что приводит к насыщению кремнием металлической фазы и разрушениюфутеровки,Присадку извести и ферросилиция в ходе проплавления окускованного продуктанеобходимо осуществлять порционно, поддерживая соотношение диоксида кремния итриоксида диванадия в шлаковой фазе1:(О;01 - 0,6) при отношении оксидов кальцияк сумме оксидов ванадия и кремния, равном1,6 - 2,5.При содержании триоксида диванадия вшлаковой фазе более 0,6 от концентрациидиоксида кремния имеет место интенсивное взаимодействие расплава с магнезитовыми огнеупорами и разрушение футеров-,ки. При содержании триоксида диванадия в шлаковой фазе менее 0,01 от концентрации диоксида кремния металличесая фаза насыщается кремнием, что приводит к перерасходу ферросилиция, флюса и разрушению подины и откосов печи.При отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния менее 1,6 восстановительный процесс замедляется, вследствие чего снижается производительность, повышается расход электроэнергии, угар кремния.При отношении оксидов кальцил к сумме оксидов ванадия и кремния более 2,5 шлаки утрачивают жидкоподвижность., чт.: также приводит к затормаживанию восстановительного процесса, снижени,о производительности, перерасходу электроэнергии.Соотношение оксидов кальция и оксидов маГния в шлак 8 1:(01 - 0,35), при котором завзрв ают процесс, являет я оптимальо 1;яг оя:При сбдержании оксидОБ маГния:шлаке 18 НСР 0,1 От концентрации ОксидОБ кальци-. происходит разрушение футеро к,ПОИ ССДег,:",ГаНИИ ОКСИДОВ МаГНИ: Б Шлаг, я р;., Н. 8, го я я;.ГИДОВ ОГЕ аНКЗ КОРО: я 00 8 Г.; .о.: 1 га:;ОБОй Оя.я, Ваа гяя СэЭИХЕс 11 яо:10 ИЗВ,"Г, яЭЛЬНО ЧЕСКИЙ," .Т,К".И,ГДИББ";адн:. Гсьфра. .ахни1 МяЯ г.;дШЯВаоя г гогн 1 ЧС ЧЯ:гг, Пп-гМ Н "ф; О:И ИЯЯЯ.ъ н ГГ 1 Я;"щ ; оЯ;,1, ц ".,Я: . г о И О сидов эхееза к уг,аоод1:0,06, гКомкпР "вг лилодоо "1:ол 1 00 Э,Г" " ооси - пстановитель Ой .тмосфере .ь ч при "00 С,при ;я 0г:, ч при /я1,)0 О",.ЕННЬ,8 ОкаТЫ 1 Г ; - я,. "г, .;я В Д" ГОБОИ ЭЛ 8 КТООПРЛКМЭг-,ооя":;оог 011 кой ГЯ ОДЕ ПРСг;,о, ЛН;,о;," .-,Я;гг 1 ЗУЮ щиися расплав порционно Осущ 8 ствляли присадку смеси извести и ферросилиция; поддерживая соотношение диоксида кремния и триоксида диванадия в шлаковой фазе 1:0,6 при отношении оксидов кальция к сумме оксидов ванадия и кремния, оавном 1,6, Присадку извести прекращали после установления соотношения Оксидов аця и оксидов магния в шлаке 1:0,35. Затем бедный по ванадию шлак (0,15;4 Ч 2 Оз) скачивали, а кремнистый полупродукт, содержащий1 о У, 3 6 о Уп, 0 15 о С, 11 огали рафинированию .: Использованием извести и окатышей, по составу аналогичных окатышам восстановительного периода, но не содержащих ферросилиция, В результате получили феррованадий, содержащий 54 2 о,Я У, 1 56 о с;, 3 72 о/ ",Дп, 0 21 о 0,013 а й; 0.04 Р 0; 0,06-",ь неметаллическихвхл ЮЧ 8 ний,При этом удельный расход электроэнергии составил 1380 КВтч/т, ферросилиция5 249 кг/т, пгнеупоров 152 кг/т, производительность - 1310 кг на горячий час,Состав шихт опытных плавок дан втагб.1, а результаты сплава - в табл,2,Плавки 4 и 5 взяты с запредельными10 значениями параметров, Плавку 6 (протоЭяИП) ПРОВОДИЛИ С ИСПОЛЬЗОВаНИЕМ ПЛаВЛЕНОГО техни: =ск"эго пентоксида диванадия,метал-.оотсева извести, фе рросилицияГ 0,-75 без окомкования и предваритель 1;-:Г:го,"-,осстаНОВЛ 8 НИя ПЕНтОКСИда дИВаНа 1;а.:, видно из приведенных примеров,рел:,з;:;.:= пре, ложенного способа позволяет до - ,и: ь существенного улучшения по 20 казателей процесса получения и качества00; а:С лгехническ 1 й эффект от использованияизоб,.етения заключается в увеличении проИЗВОД"ГГСгЬНОСТИ, СОКРаЩЕНИИ РаСХОДа25 электрозергии, ферросилиция огнеупорови улучшении качества феррованадия." .у1 ОбретенияСпособ получения феррованадия, включа 3 ий под, отовку шихты, состоящии из30 ванадий-железосодержащих материалов,флюса и восстановителя, проплавлениешихть; и,",и избытке кремнистого восстановителя, поддеожание основности шлака,скачивгн",е шлака и рафинирование крем 35 нисэоГО олчпродук;а, 0 Г л и ч а ю щ и и с ятемчто, с цельо увеличения производительности. сокращения удельного расходаферросилиция, элетроэнергии, огнеупорови улчшения качества сплава. в качестве ва 40 надийсодержащега сырья используют предварительно восстановленный углеродомтехнический пентоксид диванадия преимущественно до триоксида диванадия в окускованнэ виде, причем окускованный45 продукт сг,ержит эксиды кальция и магнияпри СООГ:гашении 1:(0,4-0,7) в количестве0,05-0.,8 От массы триоксида диванадия и20 - 90;4 ст общего количества кремнистоговосстановителя, а проплавление окускован 50 ного продукта Осуществляют с присадкойизвести и кремнистого восстановителя, поддерживал соотношение диоксида кремния итриоксида диванадия в шлаковой фазе1:(0,01 - 0,6) при отношении оксидов кальция55 к сумме оксидов ванадия и кремния, равном1,6 - 2,5, и заканчивают процесс при соотно,шении оксидов кальция и оксидов магния вшлаке 1:(0,1 - 0,35),,О 1 Х д Ог. Ох х : а +,Х ОО-О Ф 0эо ецо я о а1 ЕФХ 1 1 о о о СО ОО СО съ О Оч 6 Ю о Х о о оЦ 61о .х хо 4 о Р Фс б1 х 3 я" 1 л о - 1 сч МО О 1 й ф 1 ф сч Ю . - -1 цо Ф СО сО ооо в ее в ооо о о м Ю о о(Ч Ое - Мо о ов е во о о о о а а о о аод О 4 О исч мл л аооо ед Ю л ло о 18 сЧ СЧ Мллллммм 4 Ч ел л ее л м м и - ВМ еО елел о о о(О м сч в л в е е в щ м д 4 Ч Ол1л м о оса - м о л а л ооох ах44 Х доо хдх хд дед хо ищц и о М 4 Ч е л с с Го й о о о х Ф0 о ох Р о аЦадх 4 хдо о о о о .з ова а о о олдАх х е хоц 1 ц-.ао а од хм Фы5 ц 1 1666565 олгосчоод о мммо тв е- ОЪ Ое еО 4 Ч ОООО и аа М 4 Ч Р 4цо 0 , и г л 44 (Ч СЧ СЧ ооооо о 1 со лМ М Че ооимоа л а в е - СЧ 4 Ч СЧ Ю амо о ла ооооо