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

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам получения ва- надийсодержащих ферросплавов,

Силикоалюмотермический способ получения феррованадия включает два восстановительных и один рафинированный периоды плавки в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой.

Недостаток этого способа заключается в повышенном расходе дорогого и дефицитного технического пентоксида ванадия, что значительно снижает коэффициент сквозного извлечения ванадия от конвертерного ванадиевого шлака до феррованадия, значение которого находится на уровне 70- 71%.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату изобретению является способ выплавки ванадиевых сплавов, включающий обогащение конвертерного ванадиевого шлака углеродом с достижением отношения ванадия к железу в обогащенном шлаке 1,0-1,5, металлотерми- ческое восстановление обогащенного шлака с получением промежуточного ванадиевого сплава, содержащего 20-26% ванадия, 10-15% марганца, 2-4% хрома, 14-18% кремния, 3-6% титана и последующее рафинирование промежуточного сплава от кремния, титана и алюминия тем же обогащенным шлаком до получения феррованадия, содержащего 26-34% ванадия, 14-18% марганца и 4-6% хрома.

Этот способ устраняет недостатки, присущие предыдущему способу получения феррованадия, увеличивая сквозной коэффициент извлечения ванадия на 10%.

Цель изобретения - увеличения содержания ванадия в сплаве.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Проводят металлотермическое восстановление обогащенного ванадиевого шлака и рафинирование промежуточного ванадиевого сплава от кремния, титана, алюминия обогащенным ванадиевым шлаком, для рафинирования промежуточного ванадиевого сплава используют обогащенный ванадиеЁ

VI

V4 СЛ 4 00 00

вый шлак с отношением ванадия к железу 3,5-7,0.

Известен способ получения железова- надиевых сплавов, в котором на рафинированной стадии плавки используют тот же обогащенный ванадиевый шлак, что и на восстановительной стадии плавки, а именно шлак с отношением ванадия к железу в пределах 0,5-3,0.

При использовании для рафинирования промежуточного сплава обогащенного ванадиевого шлака с отношением (Y:Fe) 3,5, даже при максимальной 1,5 степени обогащения на первой стадии плавки конечный сплав содержит менее 38% ванадия, т.е. удается получить феррованадий с базовым содержанием ванадия.

С увеличением отношения ванадия к железу в используемом для рафинирования промежуточного сплава обогащенного шлаком более 3,5 содержание ванадия в конечном сплаве повышается. При значении отношения более 7 содержание ванадия в конечном сплаве увеличивается незначительно, и получение глубоко обогащенного ванадиевого шлака связано со значительным переходом ванадия в попутный металл в процессе обогащения шлака.

Величина оптимального отношения ванадия к железу в обогащенном шлаке, используемом на второй стадии плавки для рафинирования промежуточного сплава, определена экспериментально, данные приведены в таблице.

Из приведенных в таблице данных следует, что отношение ванадия к железу в обо- гащенномм шлаке, используемом для рафинирования промежуточного сплава, равное 3,5-7, является оптимальным. При отношении менее 3,5 не удается получить феррованадий с базовым (38%) содержанием ванадия. При отношении более 7 содержание ванадия в сплаве увеличивается незначительно. Кроме того, по сравнению с известным способом достигается увеличение содержания ванадия в сплаве с 26-34 до 29,6-39,9%, т.е. нп 3,6-5,9% (абс.).

Пример осуществления предлагаемого способа выплавки ванадиевых сплавов в дуговой электропечи типа ДС-6Н1 с магнезитовой футеровкой и мощностью транс- Форматора 4000 кВА.

На стадии металлотермического восстановления использовали обогащенный ванадиевый шлак, содержаний, мас.%: 5-8,2 Реобщ. 13,67-14,65 Y.05; 29.88-30,15 СаО; 19,7-22,0 SI02; 7,07-8,48 МпО; 6,10-9,12 МдО; 1,58-1.88 СгаОз; 5,30-7,72 TI02: 1,8- 1,75 AlzOa, с соотношением (Y:Fe) 1-1,5

соответственно при 14,65% YaOs. 8,2% Реобщ и 18,67% Y20s, 5,1% Ре0бщ

В печь загружали за два приема 5-6,25 т шлака приведенного химического состава,

4,65-4,9 т извести и 1.1-1,2 т 75%-ного ферросилиция.

После расплавления, обработки расплава гранулированным алюминием в количестве 60 кг/т промежуточного ванадиевого

сплава, содержащего 21,7-24,1% Y, 14,5- 17,8% SI, 15,5-17,2% Мп, 2,4-3.0 Сг, 5,2- 6,4% TI и около 10 т сливного отвального шлака, содержащего 58,6-59,9% СаО, 29,3- 30,0 SI02, 0,4-0,7 МпО, 7,4-9,4 МдО; 0,50,7% CRaOa, 1,35-2% TI02,0,18-0,23% Y20s. После слива отвального шлака стадии металлотермического восстановления обогащенного ванадиевого шлака с отношением ванадия к железу 1,0-1,5 производили

рафинирование промежуточного сплава обогащенным ванадиевым шлаком с отношением ванадия к железу в пределах 3,5-7. Шлак для рафинирования содержал, мас.%: 1,21-2,14 Ре0бЩ; 13.29-15,17 У20б;

26,47-30,29 СаО; 16,8-25,6 SI02; 5.97-7,98 МпО; 7,12-10,8 МдО; 1.64-2,4 Сг20з; 5,66- 7,12;ТЮ2; 1,23-1,68 А1гОз.

Отношение (Y:Fe) составляло 3,5 при содержании в шлаке 2,13 Реобщ и 13,29% Y20s

и 7 при i.21 Реобщ и 15,17% Y20s.

Промежуточный сплав, содержащий 21,7% Y; 14,5% SI; 17,20 Мп; 2,4% Сг; 6,4% TI, рафинировали шлаком с отношением (Y:Fe) 3,5.

Промежуточный сплав, содержащий 24,1% Y; 17,9% Si; 15,5% Мп; 3,0 Сг; 5,9% TI, рафинировали шлаком с отношением (Y:Pe) 7,0.

В печь вводили 5800-6200 кг обогащенного ванадиевого шлака и 3000-3200 кг извести. После ввода каждой очередной порции материалов производили перемешивание ванны путем продувки расплава азотом.

После рафинирования получали: 2,3-2,5 т сплава, содержащего 29,6-39,9% Y; 16,5- 18% Мп; 1,5% SI; 0,5% TI: 0,5% С; 3,5-4% Сг и 8,2-8,6 т рафинированного шлака, содержащего 2,3-2-6% Y20s.

По сравнению с известным способом выплавка ванадиевых сплавов предлагаемым способ обеспечивает получение сплава с более высоким, в среднем на 4,75%, содержанием ванадия.

Получение обогащенного шлака с отношением ванадия к железу в пределах 3,5-7 по сравнению с получением обогащенного шлака с отношением ванадия к железу в пределах 1-1,5, обусловливает увеличение

условно-постоянных расходов по пределу в

среднем на 40% или 165 0,4 66 руб/т обогащенного шлака.

Формула изобретения Способ выплавки ванадиевых сплавов, включающий металлотермическое восстановление обогащенного ванадиевого шлака

слив отвального шлака и рафинирование промежуточного сплава от кремния, титана и алюминия обогащенным ванадиевым шлаком, отличающийся тем, что, с целью увеличения содержания ванадия в сплаве, для рафинирования промежуточного сплава используют обогащенный ванадиевый шлак

Использование: в черной металлургии. Сущность изобретения: обогащенный ванадиевый шлак с отношением ванадияк железу 1-1,5 металлотермическим способом восстанавливают, сливают отвальный шлак и рафинируют промежуточный сплав от кремния, титана и алюминия обогащенным ванадиевым шлаком с отношением ванадия к железу 3,5-7.. 1 табл.

с отношением ванадия к железу 1,0-1,5, с отношением ванадия к железу 3,5-7.0.

Числитель - при использовании на первой стадии плавки обогащенного ванадиевого шлака с отношением (Y:Fe) 1, знаменатель - то же, с отношением (Y:Fe) 1,5.