Способ выплавки сплавов с ванадием Советский патент 1992 года по МПК C22C33/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высококачественных ферросплавов

Известен способ выплавки феррованадия алюминотермическим процессом, включающий проплавление шихтовой смеси состоящей из пятиокиси ванадия, алюминия (в соотношении,близком к 100% стехиометрии), железного скрапа и флюса (известь и др.) с получением металла и шлака и с извлечением в металл 85 -90% с дальнейшим про- плавлением шлака, содержащего VaOs в электропечи с довосстановлением ванадия алюминием или коксом (Р.Дуррер, Г.Фолькерт. Металлургия ферросплавов. М.: Металлургия. 1976, с. 437) Указанный способ имеет следующие недостатки:

- высокий расход алюминия, возможность загрязнения металла углеродом при довосстановлении шлака коксом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному

способу и поэтому выбранным в качестве прототипа является способно которому измельченная и перемешанная шихта, содержащая 42.0$ алюминий - 104% к стехиометрии, СаО из расчета 22% СаО в шлаке и железную стружку, проплавляется в электропечи при поднятых электродах (Реферативный журнал Мг 7. 1984,с.84,заявка ВНР № Т/3240).

Затем включают ток и поддерживают шлак в жидком состоянии при трехкратном перемешивании введением сырого деревянного бруска - баклуширование, одновременно вводят обожженную известь для получения шлака близкого по составу к синтетическому рафинировочному шлаку {50- 55% СаО; 42-45% А120з: 1% Fe; 1-4% MgO: 0.2-0,4% SI02; 0,5-0,8% V20s

Недостатками прототипа являются высокий расход алюминия, загрязнение металла углеродом электродов и элементами из огнеупоров - кремнием, марганцем и др.

3

Јw СО

сл

С целью устранения указанных недостатков предложен способ, включающий измельчение, смешение и распыление шихты, содержащей пятиокись ванадия, алюминий, известь и металлокомпонент (железо, никель), внепечным алюминотермическим процессом, выплавку металла и шлака в электропечах, Согласно изобретению до расплавления в шихту задают 85-95% алюминия от стехиометрически необходимого к пйтиокиси ванадия и при выплавке поддерживают основность шлака 0,06-1,0, кроме того.металл после выплавки выдерживают 2-5 мин под шлаком, после чего шлак сливают в электропечь и восстанавливают ферросилицием в соотношении 105-125% от стехиометрического отношения кремния к пятиокиси и вводят известь до получения основности шлака 1,3-2,0.

Примеры осуществления предложенного способа и его сравнение со способом прототипом приведены в таблице .

Выплавку проводили следующим образом: взвешенные количества измельченных компонентов (по табл. ) перемешивались, небольшая часть смеси шихтовых материалов помещалась в стальной плавильный ковш футерованный магнезитовым кирпичом и поджигалась с помощью запальной смеси - (порошок алюминий - магниевый в смеси с натриевой селитрой в соотношении 2:1). После начала проплзвления небольшими порциями досыпалась остальная шихта. После окончания проплавления расплав выдерживали в течение 2-5 мин для осаждения корольков металла. Металл является товарным продуктом. Шлак сливается и проплавляется в электропечи с введением ферросилиция в соотношениях, указанных

10

15

в табл. . На плавку задают также (табл. ) известь и металлокомпонент (железо). После проплавления шлак и металл сливают. Шлак используется в качестве синтшлака при внепечной обработке стали, металл используется в качестве легирующей добавки, либо как передельный при выплавке феррованадия,

Как видно из табл. , по предлагаемому способу получается более низкий расход алюминия (поз.1.2; 1,3),чем по способу-прототипу, более низкое содержание примесей -углерода, кремния, марганца (поз.2, 3; 2,5; 2.6). Более высокое суммарное извлечение ванадия (поз, 15).

Формула изобретения Способ выплавки сплавов с ванадием. включающий загрузку шихты, содержащей

20 пятиокись ванадия, алюминий, известь и металлокомпонент, расплавление шихты алюминотермическим процессом и довос- становление полученного шлака вводом восстановителя и извести, отличающи25 и с я тем, что, с целью снижения расхода алюминия, повышения качества металла за счет уменьшения содержания примесей, алюминий вводят в шихту в количестве 85- 95% от стехиометрически необходимого k

30 пятиокиси ванадия, а известь до получения основности шлака 0,06-1,0, расплавленный металл выдерживают в течение 2-5 мин, после чего производят его довосстаиовление, при этом в качестве восстановителя исполь35 зуют ферросилиций, который вводят в количестве, обеспечивающем отношение кремния к пятиокиси ванадия, равное 105- 125% от стехиометрического, а известь вводят до получения основности шлака 1,3-2,0. Примеры осуществления превделанного способа и

способа-прототипа

0

5

в табл. . На плавку задают также (табл. ) известь и металлокомпонент (железо). После проплавления шлак и металл сливают. Шлак используется в качестве синтшлака при внепечной обработке стали, металл используется в качестве легирующей добавки, либо как передельный при выплавке феррованадия,

Как видно из табл. , по предлагаемому способу получается более низкий расход алюминия (поз.1.2; 1,3),чем по способу-прототипу, более низкое содержание примесей -углерода, кремния, марганца (поз.2, 3; 2,5; 2.6). Более высокое суммарное извлечение ванадия (поз, 15).

Продолжение таблицы

Использование: производство высококачественных ферросплавов. Сущность изобретения: алюминий вводят в шихту в количестве 85-95% отстехиометрически не обходимого к пятиокиси ванадия. Известь вводят до получения основности шлака 0.06-1,0. Расплавленный металл выдерживают в течение 2-5 мин. Металл довосста- навливают ферросилицием, который вводят в количестве, обеспечивающем отношение кремния к пятиокиси ванадия, равное 105- 125% от стехиометрического. Известь вводят до получения основности шлака 1,3-2,0. 1 табл.

0,35 1,0

1800 1880

35

К окиси алюминия - основность .0,31 0,058 0,060

(стехиометрия - 10052)104105 .115125

(стружка, металлоотсев и др.)120 115 105 95

плавки (%).

. 13. Масса металла II этапа

плавки (г)715232225220200

на П этапе плавки7593959798

за I и П этапы плавки (суммарное) 96,598999999

1,65 2,00 2600 3000

- по способу-прототипу конечный металл аналопгчен по качеству металлу I этапа, содераание других компонентов в нем () : AI С мл 1,9 0,18 0,6

v.s

48,3 43,9

0,35 1,01,1

1800 18801970

356

106103

115125

740 2120

105 95

0,20,1

61,665,6

31,828,5

-5,5 4,3

1,65 2,00 600 3000

98

127 2230

90

0,1 66,8 27,9

3,9

2,10 3100

По способу прототипу

проводится прогрев и

баклуширо- вание расплава

43,3 8,8

190 98 99