SU1611969A1 - Способ получени ванадиевых сплавов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к производству ферросплавов, в частности к получению феррованади . Целью изобретени   вл етс  повышение степени извлечени  ванади  в сплав. Способ заключаетс  в загрузке в конвертер восстановителей дл  селективного восстановлени  железа в количестве, обеспечивающем получение в обогащенном окислами ванади  расплаве 7,6-15% окислов железа, а известь ввод т в конвертер и ковш дл  получени  основности сливного шлака 0,9-1,6. Кроме того, после загрузки в конвертер восстановителей дл  селективного восстановлени  железа в расплав присаживают углеродосодержащие материалы из расчета 1-8% углерода от массы восстановленного железа. Предлагаемый способ обеспечивает оптимальные показатели процесса с высокой производительностью и низкими потер ми ванади . 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относитс  к производству ферросплавов, в частности к получению феррованади .

Целью изобретени   вл етс  повышение степеьи извлечени  ванади  в сплав.

В способе получени  ванадиевых сплавов, включающем проплавление ванадийсодержащих неметаллических материалов и извести, провод т селективное восстановление части железа из расплава, разделение металла и обогащенного окислами ванади  расплава , восстановление ванади , железа , марганца и других компонентов из обогащенного расплава.

Селективное восстановление железа из окислов с це-пью обогащени  расплава окислами ванади  и иалучени  затем из этого расплава ванадиевого сплава с относительно высоким содержанием ванади  (20-28%) при остаточном содержании окислов железа в расплаве 7,6-15% значительно снижает потери ванади  с восстановленные железом ( ё;053%). В то же врем  основность конечного шпака в виде отношени  оютслов кальци  и магни  к кремнезему в пределах 0,9-1,6 способствует сохранению достаточной жидко- подвижности шпака, удовлетворительной отдел емости его от сплава и весьма полному восстановлению рана-, ди  из шлака.

Существенное вли ние на качество ванадиевого сплава (содержание ваS5

СО

сп со

нади  в этом сплаве) оказьшает псшно- : та отделени  селективно восстанов- I ленного железа от обогащенного рас- iплава. Чем больше этого железа оста- ; нетс  в обогащенном шлаковом распла- ; ве, тем ниже содержание ванади  в конечном сплаве. Известно, что селективно восстановленное железо содержит следы кремни  (йО,05%) и угле- : рода (0,03%). Б этом железе высо- I кое содержание кислорода ( 0,1%). Такой металл, как известно, имеет низкие межфазное нат жение со впако- вой фазой и весьма плохо отдел етс  от шпака. Дп  повышени  межфазного нат жени  между метаплической и шлаковой фазами предлагаетс  после присадки восстановителей (FeSi, А1) дл  селективного восстановлени  железа перед выпуском в ковш расплава при- сажива ь в конвертер углеродсодержащий компонент (уголь, коксик, брикеты сажи и т.д.) в количестве 1,0-8% углерода от массы восстановленного железа. Углерод этого компонента понижает содержание кислорода и железа при этом восстановленное железо имеет содержание углерода 0,2-1,0%, что обеспечивает увеличение межфазного нат жени  и соответственно достаточно полное отделение металла от обогащенного окислами ванади  шлакового расплава.

При содержании окислов железа в обогащенном окислами ванади  расплаве менее 7,6% имеет место восстановление ванади  совместно с железом, что ведет к дополнительным потер м ванади . Если в обогащенном окислами ванади  расплаве остаточное содержание окислов железа более 15%, в готовом сплаве относительно низков содержание ванади  (l20%). Использование такого сплава дл  легировани  сталей не достаточно рационально, так как дл  его растворени  в жидком металле необходимо металл перегревать в сталеплавильном агрегате, что приводит к дополнительным энергозатратам , сокращению службы огнеупоров, снижению качества металла.

Основность конечного (сливного) шлака оказывает существенное вли ние на полноту восстановлегш  ванади  из щлакового расплава при окончательном получении сплава о Так при

основности шлака

(CSO.MSO) 0,9

SiO

в расплаве будет много несв занной в силикаты кальци  кремнекислоты, котора  образует с окислами ванади  трудновосстановимые соединени . Это затр.удн ет восстановление окислов ванади  из щлакового расплава и таким образом увеличиваютс  потери ванади  со сливными щпаками. Высока  основность конечного щпака

(

CaO+MgO

SiO,

г

-) 1 ,0 затрудн ет ведение

5

0

0

5

0

5

0

5

процесса. Так при высоком содержании СаО в шлаковом расплаве в период селективного восстановлени  железа.совместно с железом восстанавливаетс  и ванадий, что нежелательно (увеличиваютс  потери ванади ). Кроме того, конечньм шлак с вькоким содержанием СаО в сумме с MgO будет недостаточно жидкоподвижным, что в значительной степени затрудн ет отделение сплава от шлака (большое количество корольков металла остаетс  в ииаке)

Выбранные граничные содержани  присаживаемого количества углеродсо- держащего компонента 1-8,0% от веса восстановленного железа обеспечивают оптимальное проведение процесса. Так, если присаживать менее 1% углерода: от количества полученного железа , при содержании окислов железа в обогащенном о.кислами ванади  расплаве ближе к верхнему пределу (12-15%), значительное количество углерода расходуетс  на восстановле- ние окислов железа, а восстановленное железо остаетс  с высоким содержанием кислорода, имеет низкое межфазное нат жение и соответственно плохо отдел етс  от шлака. Если присадить в шлаковый расплав уГлеродо- содержаший компонент в количествах, обеспечивающих содержание углерода более 8% от массы восстановленного железа, зто приведет к снижению окислов железа в обогащенном окислами ванади  шлаковом расплаве и соответственно восстановлению вместе с железом части ванади , а также к повышению содержани  углерода и серы сплаве въте допустимых пределов.

Пример 1. В конвертер с газокислородным и нейтрально-газовым дутьем (емкость 7,6 м ) загружают 3 т ванадиевого шлака и 1,2т извести. Химический состав основных компонентов шлака, %: . 18,1, Fe (общ.) 29,5; 17,0. Кроме этого, в ванадиевом шлаке 10% ме51

талла (корольки железа, запутавшегос в этом шлаке). Расплавление эагру7 женной в конвертер шихты производитс  подачей через донные фурмы кислорода 25 и природного газа 10 м /мин .. Шихта полностью расплав- л етс  через 40-50 мин. Химический состав расплава, %: 11,6, Fe (общ.) 23,9. При температуре шпа- кового расплава в конвертер присаживают 350 кг FeSi 75% и 130 кг А1. При этом через донные фурмы подают нейтральный газ 12 и при- Ъодный газ 3,5 м /мин. Расплав перемешивают в течение 7 мин с учетом време1ш присадки восстановителей и сливают в ковш с донным шиберным затвором. Перед сливом в конвертер загружают 35 кг угл  АШ. В ковше расплав вьдерживают 8 мин, происходит разделение шпака, обогащенного окислами ванади  и восстановленного металла , через донный шиберный затвор металл сливают в емкость, а шлак переливают в другой ковш или оставл ют в этом же ковше, если его емкость позвол ет проводить в нем второй восстановительный период с получением сплава ванади . Химический состав селективно восстановленного железа,% С 0,2, Si 0,03, Мп 0,02, V 6,3, Сг 0,02, железо остальное. Количество восстановленного железа 950 кг. Химический состав обогащенного окислами ванади  шлакового расплава, %: 12,5, FeO 8,2. Ковш с шлаковым расплавом после отделени  железа устанавливают на стенд с продувочной фурмой. На шлаковый расплав загружают восстановители - 600 кг (75%) и 250 кг алюмини  плавленного.фрак- даей до 25 мм и расплав перемешивают нейтральньгм газом, которьй подают через погружную фурму. Дл  сохранени  оптимальной температуры расплава (1600-1650 С) в корш присаживают .кусковую известь или известн к в количестве 120 кг. Перемешивание продолжают 12 мин. После этого делают вьдержку в ковше дл  полного разделени  шпака и сплава (8 мин). Шлак и металл поочередно сливают в емкости. При этом получают 1175 кг сплава химического состава, %: С 0,15} Ш 6,8; S 0,02; Р 0,035; V 26,4; Сг 0,06, Si 12,2} Fe остальное. Слив ной шлак содержит, %: 0,65; FeO 0,4; CaO 32,0; SiOj, 35,0; MgO 2,4; 23,0; TiOj. 6,1} , 2,2.

96

Основность сливного шлака

( - M8Q) 0 98 SiO

Пример 2.В конвертер с донным газокислородным и нейтрально газовым дутьем емкостью 7,6 м загружают 3,5 т ванадиевого шлака, содержащего , %: 18,5; Fe (общ.)

32,0; SiO 16,5; №iO 9,0; CaO 3,5; TiO 8,4; , 2,5; KgO 4,5, Alj,05 3-, 5. В составе шлака металлическа  часть составл ет 10,5% от общей мае.- сы шлака, в составе шихты также

извести. Расплавл ют шихту в конвертере за счет подачи на донные горелки 23 мз/мин кислорода и 8,5 природного газа. Продолжительность Р :плавлени  50 мин.

В расплав с тe fflepaтypoй 1450 с

присаживают FeSi 550 кг (75%).и перемешивают компрессорным воздухом с расходом 10 в течение 8 MiiH и затем сливают в ковш с донным шиберным затвором. Перед сливом в конвертер загружают 70 кг угл  АШ. В ковше расплав вьиерживают 6 мин, через шиберное отверстие металл выливают в емкость, а обогащенный шлак

в ковше устанавливают на стенд с продувочным устройством. Количество восстановленного железа 920 кг. Химический состав селективно восстановленного металла, %: С 0,60; Si 0,02; Мп 0,03; S 0,033; Р 0,042; V 0,29;

Сг 0,02; железо остальное. Обогащенный шлак содержит, %: v.,0t- М 7- FeO 13,9.

Нейтральным газом перемешивают расплав, загружают в ковш 700 кг

FeSi (75%) и 250 кг плавленного алюмини . Продолжительность перемешивани  10 мин, затем в течение 8 мин расплав вьдерживают в ковше дл  пол- ного разделени  сплава и шлака и разливают в различные емкости.

Получают 1580 кг сплава состава,%: С 0,45, Ш 7,1; Si 14,5; S 0,015; Р 0,04; V 21,8; Сг 0,4; Ti 0,5, же- езо остальное.

Сливной шлак имеет химический сосав , %: СаО 46; SiO 36,6; МпО 2,1; eO 0,33; V 0,25, MgO 7,4,. , 9,1.

55

Основность сливного шлака

,СаО + MgO. , ., (577Г) .

SiO.

В таблице представлены испьп-аний способа.

ормула изобретени 

1. Способ получени  ванадиевых сплавовS включающий проплавлекие ва- надийсодержащих неметаллическик материалов и извести, селективное восстановление части железа из расплаву, разделение металла и обогащенного окислаьш ванади  расплава, восстанов- д ление ванади , железа, марганца и друх -их компонентов из обогащенного расплава,, отлйчвю.щий с  тем -что, с целью повышени  степени извлечени .ванади  в сплав, восста- новител  дл  селективного восстанов

 ени  железа загружают в конвертер в количестве, обеспечивающем получение в обогащенном окислами ва:нади  расплаве 7,6-15,0% окислов железа., а известь ввод т в конвертер и ковш дл  получени  основности сливного шпака 0,9-1,6,

2, Способ ПОП.1, отлич-аю- щ и и с   тем, что после загрузки в конвертер восстановитепей дл  сет лективного восстановлени  железа в расплав присаживают углеродсодержа щие материалы из расчета 1,0-8,0% углерода от массы восстановленного железа.

граничные услови  способом

Содеркан 1е окислов железа

после селективного восстановлени

железа FeO 6,6%

Основность -.22°-t о; 7 слив ьхи

кого .ЕЛака

8 кг угл  All при весе восстановленного кепеза 1200 кг СодержаЕше окислов железа после сейектнвного восстаповлени  же .леза FeO IОсновиость сливного шлака

.JM „ о gg

SlOg

35 за- угл  АШ при весе восстановленного железа 930 кг. Содержание окчслов непеза после селективного восстановлени  железа FeO 13,9% Основйость сливного шпака

..« ,. 1/,6

Б10„

70 кг угл  АН при весе восста- воЕлевного железа 920 кг

Содеркаиие окислов келеэа после селективного восстаношенн  жекеза FeO 18%

Основность с квного шпака СаО НзО „ g

100 кг .угл  АШ при весе вое- .

становленного железа в/ jcr

0,45

0,29

0,25

Потери ванади  мн 1имальные

5

0,85

Недостаточна жмдкопо-

ДЕИКНЫЙ

2,5

0,65

Содержание ва- надн  в сгшаве ближе к нижнему пределу (20,0%)

Повьш ен 1е по- т.ерь ванади  с восстановленным железом Потерн сплава во слнвныа шпакамн в виде корольков 7-10% от веса плавки

Claims (3)

1. Формула изобретения 1. Способ получения ванадиевых сплавов, включающий проплавление ванадийсодержащих неметаллических материалов и извести, селективное восстановление части железа из расплаву, разделение металла и обогащенного окислами ванадия расплава, восстановление ванадия, железа, марганца и других компонентов из обогащенного расплава, отличаю, щи й'ся тем, что, с целью повышения степени извлечения.ванадия в сплав, восстановителя для селективного восстанов ления железа загружают в конвертер в количестве, обеспечивающем получение в обогащенном окислами ванадия расплаве 7,6-15,0% окислов железа., а известь вводят в конвертер и ковш для получения основности сливного шпака 0,9-1,6,
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после загрузки в конвертер восстановителей для сет лективного восстановления железа в расплав присаживают углеродсодержа— щие материалы из расчета 1,0-8,0% углерода от массы восстановленного железа.

   ¹ Граничные условия способом

   Содержание ванадия в сплаве, %

   Количество углерода, % Консистенция конечного шлака Потери ванадия, % Примечание в железе в сплаве в восстановленном железе в конечном шлаке

   Содержание окислов железа

   24 „6 после селективного восстановления железа FeO Основность ного ютака = 6,6%

   -СаО + MgO S10* = 0j7 слив-

   0,02 0,10 Жидко- . ³>° 5,0 Значительные подвиж- потери ванадия ный в восстановленным железом в виде со слив* яыми шлаками.

   8 кг угля АН при весе восстановленного железа 1200 кг

   Содержание окислов железа после селективного восстановления же.лева ?еО *= 8_S2 (Основность сливного клака
3. 5^а2♦У&2. = о,98 иХО^

   35 кг угля АШ при весе восстановленного железа 950 кг.

   Содержание окислов непеза после селективного восстановления железа FeO ^с 13,92

   Основность сливного пиака

   CaO_.* MgO „ _j>46

   SiOg

   70 кг угля АН при весе восстановленного железа 920 кг

   26,4

   21,8

   Содержание окислов келеза после 14,8 селективного восстановления железа FeO = 18%

   Основность сливного клака

   СаО + MgO „ < q

   SiOg ’

   100 кг .угля АШ при весе восстановленного железа 840 кг

   0,20 0,15 То же 0,3 0,65 Минимальные по- тери ванадия. Оптимальное со- держание ванадия в сплаве

   0,6 . 0,45

   1,5 0,85

   0,29

   0,25 Потери ванадия

   Недоста- 2,5 0,65

   TO4HL· жилкоподвижный минимальные

   Содержание ванадия в сплаве ближе к нижнему пределу (20,ОХ) Повьзпение потерь ванадия с восстановленным железом Потерн сплава ВО СЛИВНЫ4Й шлаками в виде корольков 7-1 ОХ от веса плавки .