СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИКОВАНАДИЯ Российский патент 2000 года по МПК C22C33/04 C22B4/06 

Описание патента на изобретение RU2147043C1

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к производству ферросплавов, в частности к выплавке комплексных ванадийсодержащих ферросплавов, а именно - ферросиликованадия.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения ферросиликованадия, включающий подачу в дуговую сталеплавильную печь шихты, состоящую из ванадийсодержащего шлака двухстадийного процесса, ферросилиция, кокса и флюсов, расплавление шихты и выпуск расплава из печи. Ферросилиций подают в печь после расплавления ванадийсодержащей шихты. Перед выплавкой расплава на откосы ванны печи загружают известь. Плавку ведут с выпуском промежуточного шлака после подачи в печь ферросилиция.

(См. авт. свид. СССР N 398671, кл. C 22 C 33/04, Бюлл. изобр. N 38, 1973 г.).

Недостатком известного способа является низкое извлечение ванадия в сплав вследствие потерь металлических включений со шлаком из-за высокой адгезии металла к шлаку, а также повышенный удельный расход электроэнергии на проплавление шихты из-за применения тугоплавкой извести с температурой плавления 2500oC.

Это объясняется тем, что в известном способе используется шлак двухстадийного процесса, который имеет более высокую температуру плавления, что обуславливает повышенные потери ферросиликованадия со шлаком. Кроме того, присутствие флюсов в шихте приводит к увеличению расхода электроэнергии на их расплавление.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в более высоком извлечении ванадия в ферросиликованадий, в снижении расхода электроэнергии и в снижении себестоимости ферросиликованадия.

Указанный технический эффект достигают тем, что способ получения ферросиликованадия включает подачу в дуговую сталеплавильную печь шихты, состоящую из смеси ванадийсодержащего шлака, феросилиция и кокса, расплавление шихты и выпуск расплава из печи.

Используют ванадийсодержащий шлак, полученный в конвертере монопроцессом. Ванадийсодержащий шлак расплавляют с ферросилицием под слоем кокса, при этом количество кокса и ферросилиция в шихте при подаче в печь устанавливают соответственно в пределах 0,05-0,15 от количества ванадийсодержащего шлака в шихте. После расплавления шихты в печь подают смесь ванадийсодержащего шлака и алюминия в количестве 0,9-1,0 от количества шихты. Весовое соотношение компонентов в смеси устанавливают в пределах (0,13-0,20):1 соответственно. Перед выпуском расплава в печь подают алюминий в количестве 0,02-0,06 от количества ванадийсодержащего шлака, поданного в печь в составе шихты и смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия.

Более высокого извлечения ванадия в ферросиликованадий будет происходить вследствие использования ванадийсодержащего шлака, полученного в конвертере монопроцессом или в мартеновской печи. При этом отсутствие флюсов в шихте способствует уменьшению расхода электроэнергии на выплавку ферросиликованадия.

Диапазон значений количества ферросилиция и кокса, подаваемого в составе шихты в печь, в пределах 0,05-0,15 от количества ванадийсодержащего шлака в шихте объясняется физико-химическими закономерностями формирования шлака в печи. При меньших значениях слой кокса будет недостаточной толщины, что приведет к увеличению интенсивности возгонов ванадия и к увеличению его потерь. При больших значениях кокс будет взаимодействовать с оксидами расплава с образованием карбидов кремния, кальция, алюминия. Образующийся в этом случае шлак будет представлять гетерогенную нереакционноспособную массу, что препятствует дальнейшему ходу плавки.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от количества ванадийсодержащего шлака в шихте, подаваемой в печь.

Диапазон количества смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия в пределах 0,9-1,0 от количества шихты, подаваемой в печь, объясняется физико-химическими закономерностями восстановления ванадия из ванадиевого шлака, а также частично кремния из кремнезема, содержащегося в ванадиевом шлаке. При меньших значениях скорость восстановления указанных элементов будет недостаточной. При больших значениях будет происходит окисление избыточного алюминия сверх допустимых значений.

Указанный диапазон определяется реальными колебаниями химического состава шлака.

Диапазон значений соотношения количеств компонентов - смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия в пределах (0,13-0,20) объясняется физико-химическими закономерностями разделения металлической фазы от ванадийсодержащего шлака. При меньших и больших значениях разделение металлической фазы от шлака будет происходить неполностью и часть ферросиликованадия будет теряться с отвальным шлаком.

Указанный диапазон определяется условиями проведения технологической плавки в дуговой сталеплавильной печи.

Диапазон значений количества алюминия, подаваемого в печь перед выпуском расплава, в пределах 0,02-0,06 от количества ванадийсодержащего шлака, поданного в печь, объясняется необходимостью полного восстановления пятиокиси ванадия в расплаве. При меньших значениях будет снижаться степень восстановления ванадия из шлака. При больших значениях будет снижаться удельная плотность сплава, что будет ухудшать условия его осаждения на подину печи.

Указанный диапазон устанавливают в зависимости от содержания пятиокиси ванадия в расплаве.

Анализ научно-технической и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемого способа с признаками известных технических решений. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Ниже дан вариант осуществления изобретения, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения.

Способ получения ферросиликованадия осуществляют следующим образом.

Пример. В дуговую сталеплавильную печь емкостью 5 т подают шихту, состоящую из ванадийсодержащего шлака, ферросилиция и кокса. Затем шихту расплавляют. Поученный в печи шлак скачивают отдельно, а расплав ферросиликованадия сливают из печи в футерованный ковш и разливают в изложницы.

Используют ванадийсодержащий шлак, полученный в конвертере монопроцессом или в мартеновской печи, который расплавляют с ферросилицием под слоем кокса. Количество кокса и ферросилиция в шихте при подаче в печь устанавливают соответственно в пределах 0,05-0,15 от количества ванадийсодержащего шлака в шихте. После расплавления шихты в печь подают смесь ванадийсодержащего шлака и алюминия в количестве 0,90-1,0 от количества загруженной шихты. Весовое соотношение компонентов в смеси устанавливают в пределах (0,13-0,20):1 соответственно. Перед выпуском расплава в печь подают алюминий в виде порошка в количестве 0,02-0,06 от количества ванадийсодержащего шлака, поданного в печь в составе шихты и смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия.

Ванадийсодержащий шлак конвертерного монопроцесса или из мартеновской печи содержит, мас.%: V2O5 = 4-10; CaO = 23-27; FeO = 15-23; SiO2 = 17-18; MnO = 4,2-11,0; Cr2O3 = 2-3; Al2O3 = 2-11; TiO2 - 2,1-3,6; Fe = 1,0-1,5. Применяют ферросилиций марки ФС65, алюминиевый порошок марки АПВ, а также коксовый орешек. Кокс подают в печь в виде коксовой подушки под электроды печи. Смесь ванадийсодержащего шлака и алюминиевого порошка загружают в печь в два или три приема, например, равными долями.

В процессе плавки кремний из ферросилиция расходуется на восстановление ванадия и железа, а также на легирование ферросиликованадия кремнием без угара за счет кислорода воздуха. Коксовый слой находится на поверхности шлакового расплава в течение всей плавки и служит тепловыделяющим источником, а также активно участвует в восстановительных реакциях. Часть кокса окисляется кислородом воздуха с образованием монооксида углерода, который сгорает над расплавом с выделением тепла. Выделенное тепло от сгорания кокса и монооксида углерода снижает удельный расход электроэнергии. В образующемся шлаке при взаимодействии углерода кокса с оксидами кальция ванадиевого шлака образуется карбид кальция, который препятствует окислению компонентов расплава. Так как расплав находится под слоем кокса и шлак содержит карбид кальция, то концентрация пятиокиси ванадия в шлаке в течение всей плавки не превышает 0,1%, что исключает возгонку и улет кислородных соединений ванадия в атмосферу.

В таблице приведены примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами.

Предложенный способ повышает извлечение ванадия в сплав вследствие сокращения потерь металлических включений в отвальном шлаке кремнийсодержащих капель металла, которые коагулируют и легко выделяются из шлака в сплав; повышает степень восстановления ванадия из шлака, так как в шлаке находятся капли металла с повышенным содержанием кремния, который с высокой полнотой восстанавливает ванадий с образованием силицидов ванадия; снижает количество ванадия, затраченного на испарение ванадия в виде пятиокиси ванадия, т.к. возгоны оксида ванадия улавливаются слоем кокса; снижает удельный расход электроэнергии на получение ферросиликованадия за счет повышения выхода ванадия из шихты в металл и экзотермических процессов восстановления ванадия.

Похожие патенты RU2147043C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ 1998
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Чернушевич А.В.
  • Ильин В.И.
  • Батуев С.Б.
  • Фетисов А.А.
  • Исупов Ю.Д.
  • Одиноков С.Ф.
  • Пилипенко В.Ф.
  • Федоров Л.К.
  • Кромм В.В.
RU2140995C1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ И ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ 1998
  • Мизин В.Г.
  • Комратов Ю.С.
  • Кузовков А.Я.
  • Полянский А.М.
  • Чернушевич А.В.
  • Добош В.Г.
  • Ильин В.И.
RU2131927C1
СПОСОБ РАСКИСЛЕНИЯ И МИКРОЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ВАНАДИЕМ 1992
  • Семенков В.Е.
  • Тяжельников В.В.
  • Солнцев В.П.
  • Василенко Г.Н.
  • Дьяков А.М.
RU2040549C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОВАНАДИЯ 2000
  • Мизин В.Г.
  • Носов С.К.
  • Кузовков А.Я.
  • Ильин В.И.
  • Сирина Т.П.
  • Добош В.Г.
RU2166556C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Тиммерман Наталья Николаевна
  • Сычев Павел Евгеньевич
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Моренко Андрей Владимирович
RU2291203C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕГО ФЕРРОСПЛАВА 2001
  • Коростин Анатолий Дмитриевич
  • Новик Анатолий Матвеевич
  • Прохоренко Ким Кондратьевич
  • Фаррахутдинов Фирдавис Ягудинович
  • Худик Богдан Иванович
  • Шуляковский Геннадий Францевич
  • Шевченко В.Н.
RU2201467C2
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ ДУПЛЕКС-ПРОЦЕССОМ 2003
  • Воробьев Николай Иванович
  • Лившиц Дмитрий Арнольдович
  • Звонарев Владимир Петрович
  • Палкин Сергей Павлович
  • Макаревич Александр Николаевич
  • Братко Геннадий Александрович
  • Щербаков Евгений Иванович
  • Левада Антон Григорьевич
  • Горбатов Александр Викторович
RU2268310C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ В ЭЛЕКТРОПЕЧАХ 1997
  • Царев В.Ф.
  • Лебедев В.И.
  • Негода А.В.
  • Могильный В.В.
  • Козырев Н.А.
  • Дементьев В.П.
  • Обшаров М.В.
  • Сычев П.Е.
RU2133281C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Годик Леонид Александрович
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Моренко Андрей Владимирович
  • Сычев Павел Евгеньевич
  • Обшаров Михаил Владимирович
  • Данилов Александр Петрович
RU2291204C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МИКРОЛЕГИРОВАННОЙ ВАНАДИЕМ СТАЛИ 1997
  • Александров Б.Л.
  • Беловодченко А.И.
  • Киричков А.А.
  • Комратов Ю.С.
  • Криночкин Э.В.
  • Кузовков А.Я.
  • Куклинский М.И.
  • Ляпцев В.С.
  • Милютин Н.М.
  • Петренев В.В.
  • Полянский А.М.
  • Фетисов А.А.
  • Чернушевич А.В.
RU2118380C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 147 043 C1

Реферат патента 2000 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОСИЛИКОВАНАДИЯ

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к производству ферросплавов, в частности к выплавке комплексных ванадийсодержащих ферросплавов, а именно - ферросиликованадия. Способ включает подачу в дуговую сталеплавильную печь шихты, состоящей из смеси ванадийсодержащего шлака, ферросилиция и кокса, расплавление шихты и выпуск расплава из печи. Используют ванадийсодержащий шлак, полученный в конвертере монопроцессом или в мартеновской печи, расплавляют ванадийсодержащий шлак с ферросилицием под слоем кокса. Количество кокса и ферросилиция в шихте при подаче в печь устанавливают соответственно в пределах 0,05 - 0,15 от количества ванадийсодержащего шлака в шихте. После расплавления шихты в печь подают смесь ванадийсодержащего шлака и алюминия в количестве 0,9 - 1,0 от количества шихты. Весовое соотношение компонентов в смеси устанавливают в пределах (0,13 - 0,20):1 соответственно. Перед выпуском расплава в печь подают алюминий в количестве 0,02 - 0,06 от количества ванадийсодержащего шлака, поданного в печь в составе шихты и смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия. Технический результат заключается в более высоком извлечении ванадия, в снижении расхода электроэнергии и в снижении себестоимости ферросиликованадия. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 147 043 C1

Способ получения ферросиликованадия, включающий подачу в дуговую сталеплавильную печь шихты, состоящей из смеси ванадийсодержащего шлака, ферросилиция и кокса, расплавление шихты и выпуск расплава из печи, отличающийся тем, что используют ванадийсодержащий шлак, полученный в конвертере монопроцессором или в мартеновской печи, расплавляют ванадийсодержащий шлак с ферросилицием под слоем кокса, при этом количество кокса и ферросилиция в шихте при подаче в печь устанавливают соответственно в пределах 0,05 - 0,15 от количества ванадийсодержащего шлака в шихте, после расплавления шихты в печь подают смесь ванадийсодержащего шлака и алюминия в количестве 0,9 - 1,0 от количества шихты, причем весовое соотношение компонентов в смеси устанавливают в пределах (0,13 - 0,20) : 1 соответственно, а перед выпуском расплава в печь подают алюминий в количестве 0,02 - 0,06 от количества ванадийсодержащего шлака, поданного в печь в составе шихты и смеси ванадийсодержащего шлака и алюминия.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2000 года RU2147043C1

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОВАНАДИЯ 0
  • Авторы Изобретени
SU398671A1
В. Н. Гусаров, С. Е. Пигасов, М. А. Рысс, В. П. Зайко,К. С. Ластовицкая, В. М. Гетманчук, А. А. Фролов, Р. А. Невскийи И. С. БедовЧелябинский ордена Ленина электрометаллургический комбинат 0
SU329218A1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЖКОВАНАДИЯ 1971
SU433219A1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОСИЛИКОВАНАДИЯ 0
SU398673A1
Способ получения ферросиликованадия 1972
  • Голодов Сергей Михайлович
  • Аганичев Папий Васильевич
  • Журавлев Виктор Митрофанович
  • Зайко Виктор Петрович
  • Серый Владимир Федорович
  • Рысс Марк Абрамович
  • Пигасов Степан Евгеньевич
  • Гусаров Владимир Николаевич
SU443100A1
Шихта для производства ферросиликованадия 1981
  • Сальников Григорий Иванович
  • Толстогузов Николай Васильевич
  • Канаев Юрий Павлович
  • Минаев Владимир Михайлович
  • Муковкин Валерий Дмитриевич
SU969771A1
Гасик М.И., Лякишев Н.П., Емлин Б.И
Теория и технология производства ферросплавов
- Металлургия, 1988, с
Орнито-геликоптер 1919
  • Гамбург Д.Н.
SU442A1

RU 2 147 043 C1

Авторы

Мизин В.Г.

Комратов Ю.С.

Кузовков А.Я.

Ильин В.И.

Чернушевич А.В.

Куклинский М.И.

Фетисов А.А.

Добош В.Г.

Даты

2000-03-27Публикация

1998-12-21Подача