Способ получения ванадиевых сплавов

Способ получения ванадиевых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВЫХ СПЛАВОВ по авт. св. № 881142 о т л ич а ю ц и :й с я тем, ч-то, с целью повышения качества сплавов путем увеличения в них содержания ванадия и снижения концентрации серы и марганца, на поверхность чугуна до ввода в него окисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталеплавильный шлак в количестве 5-7,5% от веса чугуна, перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,008-0,015%, после чего шлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак основностью 2,53 в количестве 5-10% от веса металла, продувают расплав кислородом с интенсивностью 2-3 мин до получения суммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5%, затем шлак удаляют.

СОЮЗ 00ВЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И), (51) С 22 С 33 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

/ ,3

" l

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 881142 (21) 3312612/22-02 (22) 02.07.81 (46) 15.09.83. Бюл.. Р 34 (72) Н.Г. Гладышев, П.П. Мишин, В.А. Насекин и Е.Н. Ивашина (71) Научно-производственное объедке= ние Тулачермет (53) 669.184.244.66(088 .8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 881142. кл. С 22 С 33/00, 1980. (54}(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВЫХ

СПЛАВОВ но авт. св. 9 881142 о т л.ич а ю щ и:й с я тем, что, с целью повы шения качества сплавов путем увеличе.ния s них содержания ванадия и снижения концентрации серы и марганца, на поверхность чугуна до ввода в него окисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталеплавильный шлак в количестве 5-7,5% от веса чугуна, перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,008-0,015%, после чего шлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак основностью 2,53 в количестве 5-10% от веса металла, продувают расплав кислородом с интенсивностью 2-3 м /т мин до получения суммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5%, затем шлак удаляют.

Ю\

1 041596

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам получения ванадийсодержащих сплавов.

По основному авт.сн. Р 881142 извес. тен способ получения ванадиевых спланон, включающий расплавление ванадий- 5 содержащей шихты в присутствии предельного чугуна с отделением шлаково го расплава от металла, восстановле ние железа и ванадия из соответствующих окислов шлакового расплава, про- 10 дунку полученного нанадиевого сплава в конвертере с донным топливно-кислородным дутьем до получения шлака .с

35-55% Ч2 О и восстановление богатого ванадиевого шлака на заключительной стадии плавки металлотермическим методом (1) .

Известный способ предполагает за счет распланлеиия окисной ванадийсодержащей части шихты в присутствии передельного чугуна осуществить перенод в металл меди, никеля и других элементов и исключить при этом переход из окисной части шихты в металлический расплав железа и ванадия.

Однако передельный чугун,найример марок М-1 и М-2, содержит до 0,91,5% Si, 1,5-3,5% Nn и 0,030-0,070% S, Поэтому при совместном расплавлении окисной части шихты, н частности золы ТЭС, работающих на мазуте, и пере- 30 дельного чугуна обычного состава в металлический расплав переходят не только медь, никель,, но и значительная часть железа и ванадия по реакциям:

35 (Мп)+(FeO) =(NnO)+(Fe); (Si)+2 (FeO) = (SiO<)+2 (Fe);

5 ($1)+2 (Ч205) => (Яз.02)+4 (Ч) . 40

Это приводит к снижению содержания пятиокиси ванадия н шлаке и затрудняет получение кондиционного по содержанию ванадия сплава. Кроме этого, увеличение содержания закиси марган- 45 ца в шлаке исключает возможность получения ванадиевого сплава с низкой концентрацией марганца.

Высокое содержание марганца в предельном чугуне повышает активность:50 серы в нем, поэтому значительная часть серы находится не в чугуне, а в шлаковом расплаве. На заключительных стадиях плавки сера переходит иэ шлакового расплава в ванадий- 55 содержащий сплав. Таким образом, уменьшается содержание ванадия и повышается концентрация марганца и серы в ванадиевых сплавах.

Цель изобретения — повышение качества сплавов путем увеличения в них содержания ванадия и снижения концентрации серы и марганца.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения ванадиевых сплавов на поверхность чугу- 65 на до ввода в него окисной ванадийсодержащей шихты заливают конечный сталепланильный шлак и количестве

5-7,5% от веса чугуна, перемешивают шлак и чугун до получения концентрации серы в металле в пределах 0,0080,015%, после чего шлак удаляют и наводят новый известково-железистый шлак оснонностью 2,5-3 в количестве

5-10 ° от веса металла, продувают расплав кислородом с интенсивностью

2-3 м /т мин до получения суммарного содержания кремния и марганца в пределах 0,1-0,5%, затем шлак удаляют.

Конечный сталеплавильный шлак, например шлак мартеновского или кислородно-коннертерного процессов, в температурном интервале 1320-1520ОС является термодинамически активным десульфуратором пО отношению к чугуну. Перемешивание шлака и чугуна интенсифицирует процесс массообмена реагирующих фаз и позволяет значительно увеличить кинетическую воэможность рафинирования чугуна от серы.

Возможность достаточно глубокой десульфурации чугуна конечным сталеплавильным шлаком обоусловлена так же низкой концентрацией в нем серы, не превышающей, как правило, 0,2%.

По мере раскисления шлака углеродом и кремнием чугуна десульфурирующая способность шлака увеличивается.

Количество конечного сталеплавильного шлака 5-7,5% от веса чугуна определено экспериментально.

При количестве шлака менее 5% не удается получить чугун, содержащий менее 0,015% серы.

При количестве шлака более 7,5% происходит значительное повышение содержания фосфора н чугуне, так как содержание пятиокиси фосфора в конечных сталеплавильных шлаках достигает 0,5-0,7%.

Обработака чугуна 5-7,5% конечного сталепланильного шлака обеспечивает получение чугуна, содержащего

0,008-0,015% серы.

Предварительное рафинирование чугуна от серы создает в дальнейшем более благоприятные условия для перехода серы из окисной ванадийсодержащей шихты в чугун.

Содержание в чугуне 0,008-0,015% серы обеспечивает получение ванадиевых сплавов с концентрацией серы не более 0,050%, что удовлетворяет предьявляемым к этим сплавам требованиям.

Удаление конечного сталеплавильного шлака исключает воэможность обратного перехода серы из шлака в металл на последующих стадиях процесса. Кроме этого, облегчается возможность наведения высокоосновного железистого шлака, необходимого для

1041596 глубокого рафинирования чугуна от кремния и марганца.

Наведение нового известково-железистого шлака основностью 2,5-3 s количестве 5-10% от веса металла и продувка расплава кислородом с интенсивностью 2-3 м /т мин обеспечивают снижение суммарного содержания кремния и марганца до 0,1-0,5%.

При основности шлака ниже 2,5 и его количестве менее 5% суммарное 10 содержание кремния и марганца в чугуне превышает 0,5Ъ, что не обеспечивает получение низкомарганцовистых ванадиевых сплавов. Кроме этого, не обеспечиваются нормальные условия дефосфорации металла.

При основности шлака выше 3 и его количестве более 10% снижается производительность агрегата вследствие больших затрат тейла на процесс шлакообразования без заметного увеличения глубины рафинирования металла от марганца.., Скачивание известково-железистого шлака необходимо для проведения восстановительных операций на заклю. чительной стадии процесса.

Продувка расплава кислородом интенсивностью 2-3 мЭ/т мин обеспечивает оптимальный температурный уровень процесса, достаточный для формирования .активного известково-железистого шлака и не приводящий к значительному перегреву ванны, так как при проплавлении окисной ванадийсодержащей шихты после скачивания З5 шлака при температуре более 1450 С происходит восстановление ванадия иэ окисной части шихты растворенньм.в чугуне углеродом.

Основным назначением операции глубокого (до следов) рафинирования передельного чугуна от кремния является предотвращение реакции восстановления ванадия из окисной части шихты 45 кремнием при„расплавлении ее в при.сутствии чугуна. Этот технологический прием обеспечивает более высокое содержание пятиокиси ванадия в шлаке и соответственно ванадия в ванадиевом сплаве.

Глубокое рафинирование передель- ного чугуна от марганца предотвращает воэможность протекания реакции окисления марганца закисью железа шлака. Результатом этого является более низкое содержание закиси мар- . ганца в шлаке,и соответственно марганца в ванадиевом сплаве.

Кроме того, отсутствие марганца. и кремния в чугуне снижает активйоСть60 серы в нем, что способствует увели-. чению содержания серы в чугуне и уменьшению ее содержания в шлаке.

Результатом этого является снижение содержания серы в ванадиевом сплаве.„

Снижение суммарного содержания кремния и марганца в чугуне до 0,5% обеспечивает получение низкомарганцовистых ванадиевых сплавов.

Пример. В конвертер с комбинированным дутьем (кислородом сверху и топливно-кислородной и аргонной продувкой снизу) емкостью 10 т .заливают 3 т передельного чугуна, содержащего, Ъ: С 4,4; Si 1,5, Мп

1,3, S 0,050; P 0,070 при температуре 1400О С .

На поверхность чугуна сливают

180 кг конечного мартеновского шлака, полученного при выплавке Ст 20 в 10-тонной печи. Шлак содержит,%:

СаО 45; S10 20, FeO 12, MnO 5, MgO 8, AlgOg 31 S О, 2-; Р 05 О, 5.

В течение 5 мин продувают чугун аргоном снизу с интенсивностью

0,7 м /т мин.

После продувки аргоном чугун содержит, %: С 4,2; Si 1,1, Мп 1,5, Я 0,010; P 0,080..

Скачивают шлак, наводят новый известково-железистый шлак основностью

3 и переходят на режим окислительной продувки чугуна кислородом сверху с интенсивностью 4 мЯ/т мин в течение 3 мин.

Чугун после продувки содержит,Ъ:

С 3,9; Si сл.; Мп 0,5, S 0,008;

P 0,060.

Скачивают образовавшийся шлак и проплавляют в конвертере 5 т шлама

ТЭС, содержащего 21,5% ЧЯ05-j 22,7%

Fe0üö и 10% Ni.

Процесс донной топливно-кислородной продувки ведут при температуре, не превышающей 1450 С, во избежание восстановления ванадия из окисной части шихты растворенным в чугуне углеродом.

По окончании продувки металл .содержит, Ъ: С 0,45; Ni 15,1; Ч 0,05;

S 0 3; P 0,010. Выпускают металл в ковш, а шлак, содержащий, Ъ . V О

18,5; Рео ц 41,3, Яз.02 7,5 СаО 3,5, MgO 5 МпО 0,5,оставляют в конвертере и проводят последовательно операции: восстановление ванадия и железа из шлака путем его обработки ферросицилием и алюминием при одновременной продувке расплава снизу инертным га зом;разделение полученного нанадиевого сплава и. обедненного пятиокисью ванадия шлака1окислительная продувка ванадиевого сплава;разделение металла и богатого ванадийсодержащего шлака; окончательное восстановление ванадия из шлака металлотермическим ме- " тодом.

Нолученный ванадиевый сплав содержит, %: V 35) .Si 14 5, Ni 0 3; Мп

0,5; Я 0,050, Изобретение позволяет стабильно получать .феррованадий с содержаниеМ

1041596

Составитель И, Клюев

Техред И. Гайду

Редактор В. Ковтун

Корректор A. Тяско

Эакаэ 7070/28

Тирам 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Увгород, ул. Проектная, 4 марганца менее 3%, стоимость которого марганца. Только за счет этой статьи значительно выше стоимости феррова- реализация изобретения даст экономинадия с более высоким содерванием ческий эффект около 0,7 млн.руб.в год.