Способ получения ванадиевых сплавов Советский патент 1983 года по МПК C22C33/00 

сд

со

CD Изобретение относится к черной ме таллургии, а именно к способам получения ванадийсодержащих сплавов. По основному авт.ев, № 881142 изве тен способ получения ванадиевых спла вов, включающий расплавление ванадий содержащей шихты в присутствии предельного чугуна с отделением шлаково го расплава от металла, восстановление железа и ванадия из соответствующих окислов шлакового расплава, про дувку полученного ванадиевого сплава в конвертере с донным топливно-кислородным дутьем до получения шлака с 35-55% и восстановление богатого ванадиевого шлака на заключительной стадии плавки металлотермическим методом ij . ; Известный способ предполагает э.а счет расплавления окисной ванадийсодержаще 1 части шихты в присутствии передельного чугуна осуществить перевод в металл меди, никеля и других элементов и исключить при этом переход из окисной части шихты в металлический расплав железа и ванадия Однако передельный чугун,найрймер марок М-1 и М-2, содержит до 0,У1,5% Si, 1,5-3,5% МП и 0,030-0,070% Поэтому при совместном расплавлении окисной части шихты, в частности золы ТЭС, работающих на мазуте, и пере дельнрго чугуна обычного состава в металлический расплав переходят не только медь, никель,, но и значительная часть железа и ванадия по реакциям:Мп + (FeO) {МпО)+|Fei (FeO)(SiO,25+2 Fe ; (V205)5(Si02)+4 tV. . Это приводит к снижению содержания пятиокиси ванадия в шлаке и затрудняет получение кондиционного по содержанию .ванадия сплава. Кроме этого увеличение содержания закиси марганца в шлаке исключает возможность получения ванадиевого сплава с низкой концентрацией марганца. Высокое содержание марганца в предельном чугуне повышает активност серы в нем, поэтому значительная часть серы находится не в чугуне, а в шлаковом расплаве. На заключительных стадиях плавки, сера переходит из шлакового расплава в ванадийсодержащий сплав. Таким образом, уменьшается содержание ванадия и повышается концентрация марганца и серы в ванадиевых сплавах. Цель изобрет Ьния - повышение качестйа сплавов путем увеличения в них содержания ванадия и снижения концентрации серы и марганца. Пocтaвлe нaя цель достигается тем что согласно способу получения ванадиевых сплавов на поверхность чугуна до ввода в него окисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталеплавильный шлак в количестве 5-7,5% от веса чугуна, перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,0080,015%, после чего шлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак основностью 2,5-3 в количестве 5-10% о.т веса металла, продувают расплав кислородом с интенсивностью 2-3 мин до получения суммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5%, затем шлак удаляют. Конечный сталеплавильный шлак, например шлак мартеновского или кислородно-конвертерного процессов, в температурном интервале 1320-1520 с является термодинамически активным десульфуратором пО отношению к чугуну. Перемешивание шлака и чугуна интенсифицирует процесс массообмена реагирующих фаз и позволяет значительно увеличить кинетическую возможность рафинирования чугуна от серы. Возможность достаточно глубокой десульфурации чугуна конечным сталеплавильным шлаком обоусловлена также низкой концентрацией в нем серы, не превышающей, как правило, 0,2%. По -мере раскисления шлака углеродом и кремнием чугуна десульфурирующая способность шлака увеличивается. Количество конечного сталеплавильного шлака 5-7,5% от веса чугуна определено экспериментально. При количестве шлака менее 5% не удается получить чугун, содержащий менее 0,015% серы. При количестве шлака более 7,5% происходит значительное повышение содержания фосфора в чугуне, так как содержание пятиокиси фосфора в конечных сталеплавильных шлаках дости- . гает 0,5-0,7%. Обработака чугуна 5-7,5% конечного сталеплавильного шлака обеспечивает получение чугуна, содержащего 0,008-0,015% серы. Предварительное рафинирование чугуна от серы создает в дальнейшем более благоприятные условия для перехода серы из окисной ванадийсодержащей шихты в чугун. Содержание в чугуне 0,008-0,015% серы обеспечивает получение ванадиевых сплавов с концентрацией серы не более 0,050%, что удовлетворяет предъявляемым к этим сплавам требованиям. Удаление конечного сталеплавильного шлака исключает возможность обратного перехода серы из шлака в металл на последующих стадиях процесса. Кроме этого, облегчается возможность наведения высокоосновного железистого шлака, необходимого для глубокого рафинирования чугуна от кремния и марганца. Наведение нового известково-Леле зистогр шлака основностью 2,5-3 в количестве 5-10% от веса металла и продувка расплава кислородом с инте сивностью 2-3 мин обеспечивают снижение суммарного содержания крем ния и марганца до 0,1-0,5%. При основности шлака ниже 2,5 иего количестве менее 5% csT MapHoe содержание кремния и марганца в чугуне превышает 0,5%, что не обеспечивает получение низкомарганцовисты ванадиевых сплавов. Кромеэтого, не обеспечиваются нормальные условия дефосфорацИи металла. При основности шлака выше 3 и ег количестве более 10% снижается производительность агрегата вследствие больших затрат тепла на процесс шЛа кообразования без заметного увеличения глубины рафинирования металла от марганца. , Скачивание известково-железистого шлака необходимо для проведения восстановительных операций на заклю читальной стадии процесса. Продувка расплава кислородом интенсивностью 2-3 MVT мин обеспечивает оптимальный температурный уровень процесса, достаточный для формирования активного известково-желе зистого шлака и не приводящий к зна чительному перегреву ванны, так как при проплавлении окисной ванадийсодержащей шихты после скачивания шлака при температуре более 1450°С происходит восстановление ванадия из окисной части шихты растворенным в чугуне углеродом. Основным назначением операции глу бокого (до следов) рафинированияпередельного чугуна кремния является предотвращение реакции восстановления ванадия из окисной части шихты кремнием при,расплавлении ее в присутствии чугуна. Этот технологически прием обеспечивает более высокое содержание пятиокиси ванадия в шлаке и соответственно ванадия в ванадиеBOM сплаве. Глубокое рафинирование передель- ного чугуна от марганца предотвращает возможность протекания реакции окисления марганца закисью железа шлака. Результатом этого являете более низкое содержание закиси марганца в шлаке ,и соответственно мар ганца в ванадиевом сплаве. Кроме того, отсутствие марганца и кремния в чугуне снижает активйбСт серы в нем, что способствует увеличению содержания сери в чугуне и уменьшению ее. содержания в шлаке. ; Результатом этого является снижение содержания серы в ванадиевом сплаве. Снижение суммарного содержания кремния и марганца в чуг-уне до 0,5% обеспечивает получение низкомарганцовистых ванадиевых сплавов. Пример. В конвертер с комбинированным дутьем (кислородом сверху и топливно-кислородной и аргонной продувкой снизу) емкостью 10 т заливают 3 т передельного чугуна, содержащего, %: С 4,4;.Si 1,5, Мп 1,3, S 0,050; Р 0,070 при температуре 1400°С. На поверхность чугуна сливают 180 кг конечного мартеновского шлака, полученного при выплавке Ст 20 в 10-тонной печи. Шлак содержит,%: СаО 45; SiO2 20, FeO 12, МпО 5, MgO 8, AljO-j 3; S 0,2-,- P Og 0,5. В течение 5 мун продувают чугун аргоном снизу с интенсивностью 0, 7 мин. После продувки аргоном чугун содержит, %: С 4,2; Si 1,1, Мп 1,5, В 0,010; Р 0,080. Скачивают шлак, наводят новый известково-железистый шлак основностью 3 и переходят на режим окислительной продувки чугуна кислородом сверху с интенсивностью 4 мин в течение 3 мин. Чугун после продувки содержит,%: С 3,9; Si ел.; Мп 0,5, S 0,00&; Р0,060. Скачивают образовавшийся шлак и проплавляют в конвертере 5 т шлама ТЭС, содержащего 21,5% 22,7% РеоБЦ и 10% Ni. Процесс донной топливно-кислородной продувки ведут при температуре, не превышающей 1450с, во избежание восстановления ванадия из окисной части шихты растворенным в чугуне углеродом. По окончании продувки металл содержит, %: С 0,45; Ni 15,1; V 0,05; S 0,3; Р 0,010. Выпускаю.т металл в ковш, а шлак, содержащий, %: V2O5 18,5; Рео5ы,41,3, SiO 7,5; СаО. 3,5; MgO 5; МпО 0,5,оставляют в конвертере и проводят последовательно опера,11ии: восстановление ванадия и железа из шлака путем его обработки ферросйцилием и алюминием при одновременной продувке расплава снизу инертным тазом;разделение полученного ванадиевого сплава и- обеднен-ного пятиокисью ванадия шлака;окислительная продувка ванадиевого сплава;разделение металла и богатого ванадийсодержащего шлака ; . окончательное восстановление ванадия из шлака металлотермическим ме- тодом,.. Полученный ванадиевый сплав содержит, %: V 35 -81 14,5, Ni 0,3; Мп 0,5; S 0,050, Изобретение позволяет стабильно получать феррованадий с содержанием

51041596 .

марганца менее 3%, стоимость которого марганца. Только за счет этой статьи значительно вааае стоимости феррова- реализация изобретения даст экономинадия с более высоким содержанием ческий эффект около 0,7 млн.руб.в год.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ по авт. св. № 881142 о т л ич а ю ц и :й с я тем, ч-то, с целью повышения качества сплавов путем увеличения в них содержания ванадия и снижения концентрации серы и марганца, на поверхность чугуна до ввода в него окисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталеплавильный шлак в количестве 5-7,5% от веса чугуна, перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,008-0,015%, после чего шлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак основностью 2,53 в количестве 5-10% от веса металла, продувают расплав кислородом с интенсивностью 2-3 мин до получения суммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5%, затем шлак удаляют.