Способ подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия Советский патент 1989 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия, в частности для рафинирования технической пяти- окиси ванадия от железа и марганца.

Целью изобретения является получение ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификация процесса и снижение потерь ванадия.

Оксидный расплав получают из технической пятиокиси ванадия и извести, а обрабатывают его феррованадием, содержащим 7-53% ванадия, 1-3 кремния, 0,3-1,0% углерода.

Использование в качестве оксидного ванадийсодержащего материала технической пятиокиси ванадия обусловлено возросши требованиями к качеству феррованадия. В частности, . выплавляемый известным способом феррованадий содержит 1,7-,0% марганца. В то же время требуется феррованадий, содержащий 0,8; 0,6; О, и даже 0,2 марганца при содержании ванадия не менее S0%. Отсюда видна потребность ванадиевого производства в сырье с высоким содержанием оксида ванадия и низким содержанием посторонних оксидов, в частности оксида марганца, т.е. требуется специальная подготовка ванадийсодержаСП

ю

со

дего сырья, в частности технической пятиокиси ванадия, к плавке.

Использование феррованадия для рафинирования расплава практически полностью исключает потери ванадия, поскольку в отличие от известного способа в результате обработки расплава получается стандартный феррованадий, а не попутный некондиционный металл.

Определяющая роль принадлежит содержанию в феррованадии, используемом для обработки расплава, пятиокиси ванадия с известью, ванадия, крем- ния и углерода.

Оптимальный состав феррованадия установлен экспериментально. Во всех опытах массовое отношение расплав/феррованадий поддерживалось равным 0,3, основность расплава 2,0. Перемешивание расплавов осуществлялось азотом. В аналогичных условиях проводились опыты по известному способу с использованием в качестве восстановителя жидкого чугуна. В результатах экспериментов показатели рафинирования ванадийсодержащего сырья приведены в пересчете на 100%-ное содержание оксидов ванадия, железа и марганца

В табл. 1 показано влияние содержания ванадия в сплаве.

В табл. 2 показано влияние содер- жания кремния в сплаве.

В табл. 3 показано влияние содержания углерода в сплаве.

Из приведенных в табл. 1-3 данных следует, что предлагаемый способ обеспечивает степень восстановления железа и марганца из ванадийсодержа- щего сырья соответственно в пределах 55-82 и 50-77 при степени перехода ванадия в сплав 3-10,5 и отношении оксида ванадия к оксидам железа и марганца 17,,5. Средние значения аналогичных показателей при использовании известного способа составляют соответственно +5, , 20 и 12,5:

Таким образом, предлагаемый способ подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия по сравнению с известным способом обеспечивает более высокую (в 1,3 раза) степень рафинирования сырья от оксидов железа и марганца и меньший в 3 раза переход ванадия в сплав из рафинируемого сырья при увеличении отношения оксида ванадия к оксидам железа

и марганца в сырье в среднем в 2,5 раза.

Предлагаемые пределы содержания ванадия, кремния и углерода являются оптимальными.При содержании в исходном сплаве менее k7% ванадия, % кремния и 0,3% углерода отношение

,, ,

зходится на уровне 11,712,3, т.е. практически на у|ровне известного способа. При содержании в исходном сплаве более 53% ванадия, 3 кремния и % углерода отношение

aU-r

Ре,,0э + МпО

практически увеличива0f, 5 Q

5

0

ется.

В известном способе теряется в среднем 20 ванадия исходного -тана- дийсодержащего сырья, который переходит в жидкий передельный чугун. В предлагаемом способе 3-10,5 ванадия переходит в ванадиевый сплав, который является готовой металлопродукцией.

Использование ванадийсодержащего qыpья, подготовленного по предлагаемому способу, обеспечивает выплавку феррованадия высших марок с низким содержанием марганца (менее 1%).

Пример. Подготовка ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия.

В дуговой электропечи ДС-6Н1 с магнезитовой футеровкой силикоалюмотерми- чесКИМ способом производят выплавку феррованадия, содержащего 7-SЗ% ванадия, 1-3% кремния, 0,3-1% углерода, 1,8-2,3% марганца по действующей технологической инструкции. Плавку ведут в три периода: два восстановительных и рафинировочный. По достижении в третьем - рафинировочном периоде плавки приведенного выше химического состава феррованадия сливают рафинировочный шлак, а феррованадий (6 т) оставляют в печи и приступают к порционному проплавлению смеси технической пятиокиси ванадия (90% V,05- ; 5% 2,5% МпО; оксиды других элементов 2,5%) с известью. Техническую пятиокись ванадия и известь вводят в количестве, обеспечивающем получение на зеркале сплава 0,9-2, t т ванадийсодержащего шлако- известкового расплава с основностью 1,6-2,25. После проплавления всего необходимого количества материалов шлаковый расплав и сплав сливают

51527307

в разливомный ковш с пористой огнеупорной пробкой в днище ковша и в течение 10 мин перемешивают азотом.

Основные результаты опытно-промышленного опробования предлагаемого способа подготовки ванадийсодержа- щего сырья для выплавки феррованадия приведены в таблице 4.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность выпуска в общем объеме производства 20-301 феррованадия высших марок, отвечающих требованиям новых стандартов, без изменения сырьевой структуры ванадиевого производства.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам подготовки ванадийсодержащего сырья для выплавки феррованадия, в частности для рафинирования технической пятиокиси ванадия от железа и марганца. Целью изобретения является получение ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификация процесса и снижение потерь ванадия. Предложено оксидный расплав получать из технической пятиокиси ванадия и извести, а обрабатывать его феррованадием, содержащим 47-53% ванадия, 1-3% кремния, 0,3-0,1% углерода. При обработке оксидного расплава феррованадием исключаются потери ванадия с попутным металлом, как это имеет место в известном способе, в 2-5 раз увеличивается соотношение V₂O₅/FE₂O₃+MNO в расплаве в результате его рафинирования. 4 табл.

I Полученный по предлагаемому способу оксидный ванадийсодержащий шлако- известковый материал использовали взамен нерафинированной техничесчой пятиокиси ванадия при выплавке высших марок феррованадия. В качестве железосодержащей части шихты применяли высокоуглеродистые металлизованные окатыши электрометаллургического комбината, феррованадий, выплавленный с использованием ванадийсодержащего сырья, подготовленного по предлагаемому способу, содержал менее 1% марганца.

Необходимо отметить, что феррованадий, который используют в предлагаемом способе в качестве рафинирующего реагента, по отношению к технической пятиокиси ванадия содержит повышенное на 0,3-0,7% количество марганца (табл. ). Это удовлетворяет требованиям, предъявляемым к целому ряду марок ванадиевых сплавов менее ответственного назначения.

42,0 62,5 78,0 79,5

35,0 53.8 7,8 76,0

15,0 10,5 ,7

3,5

Примечание. Исходный сплав содержит 2% Si и 0,б5% С,

0

0

Формула изобретения Способ подготовки ванадийсодержащего сырья, для выплавки феррованадия, включающий проплавление смеси оксидного ванадийсодержащего мате- 5 риала с известью и перемешивание шлакового расплава с углеродсодержа- щим металлическим расплавом при массовом отношении шлака к металлу в пределах 0,15-0,0 и поддержании отношения оксида кальция к оксиду кремния в шлаковом расплаве на уровне 1,6-2,25, отличающийся тем, что, с целью получения ванадийсодержащего сырья с высоким отношением оксида ванадия к оксидам железа и марганца, интенсификации процесса и снижения потерь ванадия, в качестве оксидного ванадийсодержащего материала используют техническую пятиокись ванадия, а в качестве уг- леродсодержащего металлического расплава - феррованадий, содержащий 53% ванадия, 1-3% кремния, 0,3-1,0% углерода.

Таблица 1

5

0

80,0

77,0

3,0

5,0

kO,Q 20,0

Степень восстановления железа, % Степень восстановления марганца,

35,0 60,0 78,0 . 82,

Примечание, Исходный сплав содержит 50% V и 2% Si,

Таблица 2

«5,0

Примечание. Массовое отношение расплав/феррованадий 0,3; основность

расплава 2,0; химический состав ванадийсодержащего материала приведен в пересчете на суммарное содержание оксидов ванадия, железа и марганца 100%.

Таблица k