Способ выплавки феррованадия Советский патент 1993 года по МПК C22C33/04 

ел

С

Использование: в черной металлургии, конкретно к получению феррованадия с пониженным содержанием сопутствующих элементов: марганца, хрома, титана, алюминия, фосфора. Сущность: сначала проплавляют предназначенные на всю плавку железосодержащую часть шихты и известь, а затем - пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают восстановителем и вводят пятиокись ванадия в количестве, обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве в пределах 7-18%. а известь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расплава 1,0-1,4 к моменту завершения его обработки восстановителем. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения ванадийсодержащих ферросплавов, в частности феррованадия с пониженным содер- жанием сопутствующих элементов: марганца, хрома, титана, алюминия, фосфора.

Цель изобретения - уменьшение содер- жания марганца в сплаве.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе выплавки феррованадий, включающем проплавление железосо- держащей части шихты, пятиокиси ванадия, из|вести и восстановителей и выпуск продукте плавки, сначала проплавляют предназна- на всю плавку железосодержащую ча|:ть шихты и известь, затем пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают восстановителем, причем пятиокись ванадия вводят в количестве, обеспечивающем требуемое содержание в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве, после его обработки восстановителем, в пределах 7-18%, а из- весгь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расплава, к моменту завершения его обработки восстановителем, на уровне 1,0-1,4.

Поочередное проплавление железосодержащей части шихты и шлакообразующих добавок (извести и плавикового шпата) обеспечивает формирование двухфазной системы: железоуглеродистый расплав - высокоосновной шлаковый расплав.

Железоуглеродистый расплав является металлической основой будущего сплава, в

00

о

4 00

со

которую переходит-восстанавливаемый ванадий.

Высокоосновной шлаковый расплав обеспечивает быструю ассимиляцию вводимой в него пятиокиси ванадия с образованы- ем ванадатов кальция и последующим восстановлением ванадия.

Обработка восстановителем шлакового расплава с высоким содержанием VaOs до остаточного содержания ванадия 7-18% со- провождается преимущественным восстановлением ванадия и замедлением скорости восстановления других элементов, в частности марганца. В этом отношении для достижения поставленной цели обра- ботка окислителя (оксидного шлакового расплава) восстановителем предпочтительнее обработки восстановителя (кремнийсодер- жащего расплава) окислителем.

Завершение обработки шлакового рас- плава восстановителем при содержании в расплаве менее 7% оксида ванадия приводит к значительному уменьшению содержания оксида марганца в шлаке и соответственно к увеличению концентра- ции марганца в сплаве,

С увеличением содержания оксида ва- надия в шлаке с 7 до 18% к моменту завершения обработки шлака восстановителем содержание оксида марганца в шлаке уве- личивается, достигая своего максимального значения при 18% оксида ванадия. При-содержании оксида ванадия в шлаке более 18% дальнейшего увеличения содержания оксида марганца практически не происхо- дит, . - ... ...

Результаты экспериментальной проверки влияния содержания оксида ванадия в шлаковом расплаве к моменту завершения его обработки восстановителем на со- держание оксида марганца в.шлаке и концентрацию марганца в сплаве приведены в табл.1..

. Из приведенных в табл.1 данных видно, что содержание оксида ванадия в шлаке к моменту завершения его обработки восстановителем на уровне 7-18% является опти- мальным и обеспечивает возможность выплавки феррованадия с содержанием марганца 0,4-0,81%..

Увеличение основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем более 1,4 практически не приводит к уменьшению содержания окси- да марганца в шлаке и соответствующему увеличению содержания в сплаве. С уменьшением основности шлака с 1.4 до 1 приходит увеличение содержания в нем оксида марганца. При основности шлака менее 1

увеличения содержания в нем оксида марганца практически не наблюдается.

Результаты экспериментальной проверки влияния основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем на содержание оксида марганца в шлаке и марганца в сплаве приведены в табл.2.

Данные, приведенные в табл.2, относятся к использованию пятиокиси ванадия с содержанием 3% МпО, содержание оксида ванадия в шлаке - 12.5%.

Из приведенных в табл.2 данных видно,1 что при основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем на уровне 1,0-1,4 возможно пол- учение ферров.анадия с содержанием марганца в пределах 0,42-0,90%. При этом .достижению поставленной цели способствует то, что основность.шлакового распла- .ва в начальный период, его обработки восстановителем весьма высока, а избыток оксида, ванадия в шлаке также велик

.(отношение -т- 30). В. этот момент усло- МпО

вия для восстановления ванадия более благоприятны, чем для марганца.

Одновременно со снижением содержания оксида ванадия в шлаке происходит уменьшение основности шлака (до 1,0-1.4 при 7-18% V20s). С уменьшением окислительного потенциала шлака параллельно идет уменьшение основности шлака и уве- . личение его количества, а это существенно тормозит переход марганца из шлака в .сплав. Содержание же ванадия в сплаве к этому, моменту выходит на необходимый уровень.

Ниже приведен пример конкретного технического осуществления предлагаемого способа выплавки феррованадия в дуговой электропечи ДС-6Н 1 с магнезитовой футеровкой и мощностью трансформатора .4000 к В А.

Выплавляют феррованадий с-базовым (38%) содержанием ванадия.

В электропечь последовательно загружают смесь из 2400 кг извести и 600 кг плавикового шпата и 1700 кг- металлизован- ныхокатышей(90% РеМет)Оскольскогоэлектрометаллургического комбината. Проплавляют шихтовые материалы и вводят техническую пятиокись ванадия (90% Va O-i. 3% МпО) в количестве 2600-330 кг. После этого в шлаковый расплав отдельными порциями за 20-30 мин вводят 1200 кг 75%-го ферросилиция. После проплавления всего количества ферросилиция перемешивают ванну, Получают около 3 т феррованадия.

содержащего 38% V, .1.5% Si, 0.5% С, 0,4- 0,9% Мп и 4,5-5,5 т ванадиевого шлака, содержащего 40-48% СаО, 33,5-39,5% SiOa, 7-18% V205.1.1-3.1%, МпО, 0,6-1,1%

Feb. 6-8% MgO.;...

Известный способ выплавки феррованадия, при использовании тех же шихтовых материалов, позволяет выплавлять сплав с содержанием марганца в пределах 2,2-3%.

Предлагаемая технология стабильно обеспечивает возможность выплавки фер- рбванадия с содержанием марганца менее .2%...:.: . .

Стоимость 1 т такого сплава на 200 руб, больше стоимости сплава с более высоким

.сфдержанием марганца. Потребность в феррованадии с пониженным содержанием м арганца в настоящее время составляет 3,5 гыс.т в год. Таким образом, ожи- экономический эффект от реализа- предложенного технического решения срставит около 700 тыс.руб. Ванадиевый шлак с содержанием 7- 18% VaOs. 1,1-3,1% МпО наиболее целесообразно использовать для выплавки ванадиевых сплавов с повышенном содер- Цанием марганца, например, для легирова- н|ия ванадием рельсовой и трубной марок стали. В этом случае процесс получения сплавов также можно проводить в одну ста-

Влияние содержания оксида ванадия в шлаке к моменту завершения обработки шлака восстановителем на содержание оксида марганца .

в шлаке и марганца .. в сплаве

Примечание. Техническая пятиокись ванадия содержит 90% V20s

и 3% МпО, основность шлакового расплава равна 1.2.

дню с металлотермическим восстановлением оксидного шлакового расплава до перевода в отвальный шлак.. Достоинством предлагаемого способа является также и то, что он обеспечивает возможность выплавки феррованадия с более низким содержанием и других сопутствующих элементов: хрома, титана, фосфора и алюминия.

Формула изобретения Способ выплавки феррованадия, включающий загрузку и проплэвление железосодержащей части шихты,пятиокиси ванадия, извести, восстановителя, выпуск продуктов плавки, от л ича ющийс я тем, что, с целью снижения содержания марганца в сплаве, сначала проплавляют предназначенные на всю плавку железосодержащую часть шихты и известь, а затем - пятиокись ванадия, после чего шлаковый расплав обрабатывают .восстановителем и вводят пятиокись ванадия в количестве, обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в шлаковом расплаве в пределах 7-18%, а известь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расплава.1.0- 1,4 к моменту завершения его обработки восстановителем.

Таблица 1

Влияние основности шлакового расплава к моменту завершения его обработки восстановителем на содержание оксида марганца в шлаке и

марганца в сплаве

Таблица 2