Способ получения ванадиевых сплавов в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой Советский патент 1990 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам производства ферросплавов и лигатур с ванадием.

Цель изобретения - снижение расхода пятиокиси ванадия, повышение стойкости футеровки печи, утилизация отходов производства ванадиевого- сырья.

i

В отличие от известного способа первый период плавки разбивается на две стадии с дискретным проплавлением шихты и выпусками отвального шлакя, при этом предусматривается использование в качестве окисной железосодержащей части шихты предварительно окус- кованной офлюсованной смеси из пыли и шлама химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шпака, известково-магнезиальной и железорудной добавок при массовом содерж нии компонентов в смеси соответственно 25-50, 45-60 и 5-15%.

Использование такого шихтового материала обусловлено следующими технологическими предпосылками к достигаемыми при этом положительными результатами.

Пыли и шламы химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шпака являются отходами, получаемыми в результате окислительного обжига, кислотного растворения шлаков и последующего разделения компонентов.

Отвальные шламы содержат, мас,%: УгО 1,5-2,6; SiO-z. 18,0-20,6; CaO 0,15-0,50; MgO 0,3-0,6; A1203 1,7- 2,0; MnO 7,0-8,5; Стг03 6,0-7,5; Ti028,0-9,5; Рег03 45-50, P205 0,04

0,06; 1,0-1,5; S04 2,0-3,0.

Содержание оксидов ценных металлов в шламе (железа, ванадия, марганца, хрома и титана) достигает 78%, в том числе железа и ванадия более 50%.

Окускованная офлюсованная смесь является частью шихты, исЬользуемой на первой стадии первого периода плавки для получения ванадийсодержа- щего полупродукта. Такой полупродукт позволяет уменьшить расход технической пятиокиси ванадия на последующей второй стадии первого периода плавки и на плавку в целом.

Ввод в состав смеси известково- магнезиальной добавки обусловлен повышенным содержанием кремнезема (18,0-20,6%) и пониженным содержанием оксидов кальция и магния соответственно 0,15-0,50 и 0,3-0,6% в отходах ванадиевого производства.

Оксид кальция вводят в состав смеси из расчета ошлакования оксида кремния как содержащегося в самих шихтовых материалах, проплавляемых на первой стадии первого периода плавки, так и образующегося на этой стадии плавки в результате восстановления оксидов железа, марганца, хрома, титана и ванадия с получением шлака основностью 1,5-2,3, характерного для конца первого восстановителного периода плавки, проводимой по известной технологии.

Оксид магния вводят в состав смес в количестве, обеспечивающем получен

г 5

10

f5

20

е

25

5746664

сливного отвального шлака, содержащего 4-7% MgO. Такое содержание магнезии также характерно для конца первого восстановительного периода плавки., проводимой по обычной технологии. Присутствие оксида магния в смеси уменьшает переход магнезии из футеровки в шлак, т.е. повышает ее стойкость.

При содержании в смеси пыли и шлама менее 25% концентрация пятиокиси ванадия в ней не превышает 0,5%. При прочих равных условиях это или приводит к получению полупродукта с низким содержанием ванадия или требует большого расхода смеси. И первое, и второе нецелесообразно как с экономической, так и с технологической точек зрения.

При содержании в смеси пыли и шлама более 50% доля железорудной добавки в смеси составляет менее 5%, что затрудняет спекание смеси и не обеспечивает достаточной прочности агломерата.

При содержании известково-магне- зиальной добавки в смеси менее 45% основность отвального сливного шлака меньше 1,5, а содержание магнезии меньше 4%. Это затрудняет восстановление . из шлака в полупродукт, в результате чего содержание в сливном отвальном шлаке превышает 0,3%. Кроме того, начинается процесс интенсивного перехода магнезии из футеровки печи в шлак.

При содержании известково-магнезиальной добавки в смеси более 60% формируется сливной шлак с основностью более 2,3. Такой шлак для поддержания его необходимой жидкотеку- чести требует повышенного расхода электроэнергии. Кроме этого, увеличивается количество шлака в печи, что связано с дополнительными потерями пятиокиси ванадия и снижением производительности печи.

При содержании железорудной добавки в смеси менее 5% не обеспечивается получение достаточно прочного агломерата.

При содержании железорудной добавки в смеси более 25% концентрация V205 в ней не превышает 0,5%, что экономически и технологически нецелесообразно.

Пределы содержания компонентов окускованной офлюсованной смеси определены экспериментально и являются

30

35

40

45

50

55

оптимальными, обеспечивающими наиболее высокие технико-экономические показатели процесса получения ванадиевых сплавов по предлагаемому способу

Поскольку пыли и пшамы химико-ме- таллургической переработки конвертерного ванадиевого шлака содержат по- верхностно-активные вещества, мелкодисперсные шламы легко подвергаются окомкованию как в чистом виде, так и в смеси с флюсующими и железорудными добавками. Поэтому по техническим возможностям производства офлюсованная смесь может быть приготовлена методом предварительного окомкования компонентов смеси в заданных соотношениях известными способами, в оком- ковательных барабанах, тарельчатых грануляторах, бегунах и других смешивающих окомковательных устройствах

Пример. Выплавку феррованадия производили в дуговой электропечи ДС-6Н1 с магнезитовой футеровкой, мощность трансформатора 4000 кВА. В качестве оксидной железосодержащей части шихты использовали предварително окускованную методом агломерации офлюсованную смесь из пыли и шлама химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шлака, из- вестково-магнезиальной и железорудной добавок, содержащую, %: РеоБШ), 15-25; . 0,5-1,5; СаО 45-55; Si02 6-12; MgO 5-8; MnO 2-4; Сг203 2-4; Ti02 3-5; А1гОэ 0,8-1,5.

Первый период плавки вели в две стадии. На первой стадии в печь загружали у проплавляли за три приема 7200 кг окускованной о.флюсованной смеси, 1800 кг оборотного шлака и 1500 кг 75%-ного ферросилиция. После ввода и проплавления каждой очередной порции шихтовых материалов, соответственно 2400, 600 и 500 кг, производили промежуточный слив отвального шлака.

После завершения первой стадии первого периода плавки получили около 3000 кг полупродукта, содержащего, %: С 0,1; Si 18; V 8; Мл 6; Сг 5; Ti 3, железо остальное.

Сливной отвальный шлак содержал V2050,25%; СаО 56; SiOz28; MgO 6.

На жидкий ванадийсодержащий полупродукт загружали смесь из пятиокиси. ванадия, извести и ферросилиция в количествах и соотношениях, обеспечивающих получение после завершения второй стадии первого периода плавю

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сплава, содержащего, Я: V 25-35; Si 15-25; С 0,3-0,5 и сливного отвального шлака приведенного выше состава.

После этого проводили второй восстановительный и третий рафинировочный периоды плавки, не отличающиеся от технологии известного способа.

Во втором восстановительном периоде в печь вводили смесь пятиокиси ванадия, извести и 75%-ного ферросилиция в количествах и соотношениях, обеспечивающих получение сплава, содержащего, %: V 37-40; Si 9-12; С 0,4-0,6.

В третьем рафинировочном периоде плавки в печь вводили смесь пятиокиси ванадия и извести, обеспечивая получение сплава, содержащего, %: V 40- 50; .Si 0,7-2,0, и рафинировочного шлака, содержащего 15-20 7, V20S.

Расход шихтовых материалов и состав и распределение их по периодам плавки дан в табл.1.

Основные технико-экономические показатели процесса получения феррованадия по предлагаемому способу приведены в табл.2.

Использование предлагаемого способа позволяет снизить расход пятиокиси ванадия в среднем на 20 кг/т феррованадия за счет ввода в состав смеси ванадийсодержащих пылей и пшамов химико-металлургической переработки конвертерного ванадиевого шлака; расход магнезитовых огнеупоров в среднем на 40 кг/т, феррованадия за счет ввода в состав смеси известково-маг- незиальной добавки.

Кроме этого, ликвидация шламовых ванадийсодержащих полей в результате использования шламов в технологическом процессе обеспечивает улучшение экологических условий окружающей среды.

Формула изобретения Способ получения ванадиевых сплавов в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой, включающий загрузку и расплавление окисной железосодержащей части шихты, оборотного шлака, пятиокиси ванадия, ферросилиция и извести с последующим сливом отвального шлака первого периода плавки, проведение второго восстановительного и третьего рафинировочного периодов плавки, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода пятиокиси ванадия, i повышения стойкости фут еровки печи, утилизации отходов производства ванадиевого сырья, первый период плавки проводят в две стадии: на первой стадии загружают и проплавляют окус- кованную офлюсованную смесь из пыли и шлама химико-металлургической

i

i 574666 8

i 25-50, 45-60 и 5-15%, оборотный шпак и ферросилиций, причем загрузку и проплавление этих шихтовых материалов производят дискретно до наплав- ления необходимого количества вана дийсодержащего полупродукта с промежуточным сливом отвального шлака после проплавления каждой очередной пор

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам производства ферросплавов и лигатур с ванадием в дуговых печах с магнезитовой футеровкой. Целью изобретения является снижение расхода пятиокиси ванадия, повышение стойкости футеровки печи, утилизация отходов производства ванадиевого сырья. Предложено первый период плавки проводить в две стадии: на первой загружать и проплавлять окускованную офлюсованную смесь из пыли и шлама химико-металлургической переработки конверторного ванадиевого шлака, известково-магнезиальной и железорудной добавок при массовом содержании компонентов соответственно 25 - 50, 45 - 60 и 5 - 15%, оборотный шлак и ферросилиций, причем загрузку и проплавление этих шихтовых материалов производить дискретно до наплавления необходимого количества ванадийсодержащего полупродукта с промежуточным сливом отвального шлака после проплавления каждой очередной порции шихтовых материалов, а на второй стадии первого периода плавки загружать и проплавлять смесь из пятиокиси ванадия, ферросилиция и извести. За счет использования ванадийсодержащих пылей и шламов, улучшения физико-химических свойств получаемых свойств оксидных расплавов удельный расход пятиокиси ванадия снижен в среднем на 20 кг, а магнезиальных огнеупоров - на 40 кг. 2 табл.

переработки конвертерного ванадиевого JQции шихтовых материалов, а на второй

шлака,известково-магнезиальной й же-стадии первого периода плавки загрулезорудной добавок при массовом ТГо-жают и проплавляют смесь из пятиокиси

держании компонентов соответственнованадия, ферросилиция и извести.

Расход шихтовых материалов (в кг) на выплавку 1 т феррованадия ( ванадия) к химический состав ванадиевых сплавов по периодам плавки по известному и предлагаемому способам получения ванадиевых сплавов

1005 630

75

660 Z320

Таблица 1

0

0

420 190

20

650

0,3 29,0 16,0 4,

420 690

35

660 650

2400

200 20

40

300

0,4 39,0 10,0 4,5

360

350

0,4 51,0 2,0 4,1

980 710

75

660 1300

2400

Таблица2