Способ получения феррованадия Советский патент 1991 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к технологии производства феррованадия.

t,

Целью изобретения является повышение качества сплава за счет селективного удаления марганца.

Способ включает первый и второй восстановительные и рафинировочный периоды со скачиванием шлака по окончании каждого периода. После первого восстановительного периода плавки получают промежуточный сплав (ферросиликованадий с содержанием ванадия 10-15% и кремния 20-28%), а после скачивания шлака обрабатывают его сульфидом натрия с расходом его в количестве 10-20% от массы получаемого феррованадия.

Удаление марганца идет за счет образования сульфида марганца в ходе диссоциации сульфида натрия. Экспериментально установлена зависимость расхода сульфида натрия на деманганацию, исходя из оптимальных вариантов предотвращения потерь ванадия и насыщения сплава серой, от параметров процесса. Наиболее благоприят- ный состав промежуточного сплава и температуры процесса соответствуют первой восстановительной стадии плавки, поэтому после нее и рекомендуется дополнительная обработка металла

Нижняя граница содержания ванадия з металле первого восстановительного периода (10%) соответствует минимальному содержанию ванадия в расплаве при всего ванадиевого шлака, используемого на

плавку, в составе шихгы первого восстановительного периода при отказе от использования в составе шихты этого периода технической пятиокиси ванадия. Содержание ванадия при этом определяется химическим составом ванадиевого шлака. Отказ от использования в шихте первого восстановительного периода технической пятиокиси ванадия обусловлен необходимостью иметь В металле первого восстановительного периода максимально возможное содержание Марганца и малую концентрацию ванадия, Так как основным источником марганца является ванадиевый шлак, а наиболее богатой по содержанию ванадия и в то же время Содержащей минимальное количество марганца является техническая пятиокисьвзна- Дия, при шихтовке первого восстановительного периода предусматривается подача в печь всего необходимого для плавки количества ванадиевого при отказе Or использования в этом периоде плавки технической пятиокиси ванадия.

Верхняя граница содержания ванадия в металле первого восстановительного пери- Ода 15% обусловлена максимально возможным содержанием ванадия к металле, при котором не происходит иыделения в твердую фазу силицидов ванлдия в конце обработки металла сульфидным шлаком. При выделении силицидов ванадия происходит Сильное загустевание металлической фазы, Затрудняющее дальнэйшую обработку металла. Для устранения последствий этого явления приходится проводить дополнительный третий восстаноиительный период. причем процесс ведется со значительны / перегревом металла (выше 1700°С).

Нижняя граница содержания кремния Б металле первого восстановительного пери- Ода 20% соответствует минимально необходимому содержанию кремния а сплаве для Обеспечения необходимой активности марганца и серы в металле, что способствует более полному извлечению марганиа в сульфидный шлак и снижает степень насыщения металла серой. Верхняя граница содержания кремния в металле первого восстановительного периода 28% соответствует максимально возможному содержанию кремния в расплаве при даче асего используемого на плавку ферросилиция в составе шихты первого восстановительного периода.

Температура обрабатываемого расплава 1600°С соответствует наличию минимально необходимого запаса физического тепла металлического расплава для обеспечения тепловых затрат на нагрев и расплавление сульфидного .олзка м проведение рафинирования металла в течение yKasaj-iного времени. Температура расплава 1700°С отвечает предельно допустимому уровню температуры обрабатываемого металла, при котором сохраняется приемлемая интенсивность термической диссоциации супьфида натрия с точки зрения получения в расплаве после его обработки сульфидным шлаком допустимого содержания серы и сохранения минимально

необходимого количества сульфидного шлака для усвоения удаляемого из металла марганца.

Нижняя граница расхода сульфида натрия 10% от массы обрабатываемого металла соответствует минимально необходимому количеству реагента для образования сульфидного шлака, способного ассоциировать весь удаляемый из металла марганец. Верхняя граница расхода сульфида

натрия 20% от массы обрабатываемого металла обусловлена, с одной стороны, запасом физического тепла металлического расплава, нагретого до 1600°С, способным восполнить затраты тепла на нагрев и плавление подаваемого сульфида натрия и на проведение рафинирования металла сульфидным шлаком без подвода тепла извне. С другой стороны, при обработке расплава, нагретого до 1700°С, верхняя граница расхода сульфида натрия соответствует получению предельно допустимого содержания серы в готовом феррованадии при насыщении металла серой во время его обработки сульфидом натрия за счет термической диссоциации последнего.

Время выдержки металла под сульфидным шлаком 10 мин является минимально необходимым для завершения процесса де- манганации металла при максимальном

размере кусков подаваемого на расплав сульфида натрия (60-80 мм). Время контакта металла с сульфидным шлаком 20 мин соответствует времени начала обратного перехода марганца из шлака в металл за счет

уменьшения количества сульфидного шлака в ходе термической диссоциации сульфида натрия при обработке расплава, нагретого до 1700°С, 10% сульфида натрия от массы металла, Это время соответствует также началу наиболее интенсивного насыщения металла серой.

Предложенный способ опробован в сравнении с известным в дуговой электро- печи ДСП-ЗА, Сначала в печь загружают и проплавляют шихту первого восстановительного периода, после скачивания шлака проводят обработку металла сульфидом на- трия, затем скачивают шлак и последовательно проплавляют шихту второго восстановительного периода. После скачивания шлака проводят рафинировочный период.

Состав шихт по периодам, химические составы промежуточных сплавов и конечного, а также результаты плавок по известно- му и предлагаемому способам даны в таблице.

Предлагаемый способ позволяет значительно (до 49 отн.%) снизить содержание марганца в феррованадии при низких вели- чинах потерь ванадия с сульфидным шлаком (не более 4.0 отн.%}, что свидетельствует о высокой селективности процесса удаления марганца из феррованадия сульфидным шлаком. Насыщение металла серой при этом невелико (не более 0,034%) и не препятствует получению феррованадия высокого качества.

Реализация способа возможна на существующем оборудовании электрометаллур- гических отделений цехов производства феррованадия. При осуществлении предлагаемого способа производства феррованадия появляется возможность сокращения в шихте доли дефицитной и дорогостоящей

технической пятиокиси ванадия за счет более широкого использования ванадиевого шлака при сохранении приемлемого содержания марганца в выплавляемом феррованадии, что позволяет значительно снизить себестоимость этого материала при сохранении высокого качества выплавляемого ферросплава.

Формула изобретения Способ получения феррованадия, включающий первый и второй восстановительные и рафинировочный периоды со скачиванием шлака по окончании каждого периода, выпуск феррованадия из печи и его разливку, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сплава за счет селективного удаления марганца, после первого восстановительного периода получают сплав с содержанием кремния 20- 28% и ванадия 10-15%, а после скачивания шлака на него при 1600-1700°С загружают сульфид натрия в количестве 10-20% от массы получаемого феррованадия, образовавшийся сульфидный шлак выдерживают на металле 10-20 мин, после чего сливают.

Изобретение относится к черной метал лургии, конкретно к технологии производства феррованадия. Целью изобретения является повышение качества сплава за счет селективного удаления марганца Для этого после скачивания шлака первого восстановительного периода на поверхность металла, содержащего 20-28% кремния и 10-15% ванадия, имеющего температуру 1600-1700°С, подают сульфид натрия в количестве 10-20% от массы получаемого феррованадия, через 10-20-мин скачивают образовавшийся сульфидный шлак. За счет связывания марганца в сульфиды при диссоциации сульфида натрия его содержание в феррованадии снижается в 2 раза с весьма незначительным ростом содержания серы в сплаве 1 табл.

.Продолжение таблицы

8

10

15

20

25

$ Расход дан с учетом проведения дополнительного периода для удаления с еры из,металла.

л

. Продолжение таблицы