[go: up one dir, main page]

RU2119970C1 - Способ получения феррованадия - Google Patents

Способ получения феррованадия Download PDF

Info

Publication number
RU2119970C1
RU2119970C1 RU97110726A RU97110726A RU2119970C1 RU 2119970 C1 RU2119970 C1 RU 2119970C1 RU 97110726 A RU97110726 A RU 97110726A RU 97110726 A RU97110726 A RU 97110726A RU 2119970 C1 RU2119970 C1 RU 2119970C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
finishing
mixture
melting
mixing
Prior art date
Application number
RU97110726A
Other languages
English (en)
Other versions
RU97110726A (ru
Inventor
Е.М. Рабинович
И.М. Тартаковский
Н.Е. Мерзляков
В.С. Волков
Е.И. Оськин
А.С. Шаповалов
Г.А. Лебедев
А.В. Полищук
А.В. Простяков
В.В. Митюшин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ванадий-Тулачермет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Ванадий-Тулачермет" filed Critical Открытое акционерное общество "Ванадий-Тулачермет"
Priority to RU97110726A priority Critical patent/RU2119970C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2119970C1 publication Critical patent/RU2119970C1/ru
Publication of RU97110726A publication Critical patent/RU97110726A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, к производству ферросплавов. Сущность способа заключается в том, что феррованадий получают силикоалюминотермическим методом, при котором перемешивание и доводку шлака осуществляют одновременно доводочной смесью, содержащей баритовый концентрат в количестве 6-20 кг/т шлака при температуре 1750-1900oC. Предлагаемый способ позволяет повысить производительность процесса в среднем на 23%, снизить концентрацию фосфора в сплаве в среднем в 2 раза, что существенно повышает его качество и получить нерассыпающийся шлак, пригодный для использования в строительной индустрии в качестве щебня при изготовлении бетонных смесей. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, к производству ферросплавов.
Известны три способа получения феррованадия: углетермический, силикоалюмотермический и алюмотермический.
Углетермический способ не получил широкого распространения в виду высокого содержания (4-6%) углерода в сплаве, который не может использоваться при выплавке большинства марок сталей и сплавов, легированных ванадием [1].
Алюмотермический способ получения феррованадия распространен достаточно широко. Однако, для своего осуществления требует сложной подготовки шихты и чистых в отношении вредных примесей шихтовых материалов. Кроме того, в сплав переходит большое количество алюминия, что требует проведения дополнительной операции рафинирования [1].
Известен силикоалюминотермический способ получения феррованадия, который наиболее близок к предлагаемому по технической сущности [1].
Способ включает заправку печи, загрузку металлоотсева, заливку рафинировочного шлака предыдущей плавки, восстановительный и рафинировочный периоды и выпуск продуктов плавки. Восстановительный период складывается из двух частей, идентичных как по составу шихты, так и по количеству операций и приемам их выполнения. Первая часть восстановительного периода включает загрузку, плавление и восстановление технической пятиокиси ванадия кремнием ферросилиция в присутствии извести, перемешивание расплава сжатым воздухом или вводом в расплав деревянных "баклуш", доводку шлака кремнием ферросилиция и алюминием в присутствии извести и слив бедного по ванадию шлака.
Металл первого восстановительного периода содержит 25-30% ванадия, 20-25% кремния и 0,06-0,08% фосфора. Продолжительность периода около 1,5 ч.
Вторая часть восстановительного периода включает загрузку, плавление и восстановление технической пятиокиси ванадия кремнием ферросилиция в присутствии извести, перемешивание расплава, доводку шлака кремнием ферросилиция и алюминием в присутствии извести и слив бедного по ванадию шлака.
Металл второго восстановительного периода содержит 35-40% ванадия, 9-12% кремния и 0,07-0,09% фосфора. Продолжительность периода около 1 ч.
После слива шлака второго восстановительного периода сплав рафинируют технической пятиокисью ванадия в присутствии извести, после чего производят выпуск шлака и металла.
Металл рафинировачного периода содержит около 50% ванадия, около 2% кремния и 0,09-0,10% фосфора. Продолжительность периода около 1 ч.
Известный способ, основанный на восстановительных реакциях, не обеспечивает получения низких концентраций фосфора в сплаве, что снижает его качество и ограничивает или не позволяет использовать для выплавки высоколегированных ванадием сталей и сплавов.
В то же время, способ характеризуется многооперационностью, в силу чего переход от одной операции к другой и выполнение самих операций требует определенных затрат времени, сопровождается значительными трудозатратами и приводит к снижению производительности процесса.
Кроме того, получающиеся отвальные шлаки восстановительного периода при охлаждении подвергаются силикатному расплаву с образованием мелкодисперсной пыли, содержащей до 0,35% опасного для здоровья и окружающей среды пентоксида ванадия.
Целью изобретения является повышение качества сплава, увеличение производительности процесса и получения нерассыпающегося отвального шлака.
Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения феррованадия силикоалюминотермическим процессом, включающим заправку печи, загрузку металлодобавок, заливку рафинировочного шлака предыдущей плавки, их плавление, загрузку смеси технической пятиокиси ванадия, ферросилиция и флюса, ее плавление и восстановление, перемешивание расплава, доводку шлака доводочной смесью, состоящей из ферросилиция, алюминия и извести, слив отвального шлака, загрузку новой порции смеси, плавление и восстановление, перемешивание расплава, доводку шлака доводочной смесью, слив отвального шлака, рафинирование металла от кремния смесью технической пятиокиси ванадия и флюса и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что перемешивание и доводка шлака осуществляются одновременно доводочной смесью, содержащей баритовый концентрат в количестве 6-20 кг/т шлака при температуре 1750-1900oC.
Количество баритового концентрата и последовательность приемов выполнения операций определены на основании экспериментальных данных и обусловлены возможным содержанием бария в материале.
Кроме баритового концентрата, могут использоваться и другие барийсодержащие материалы, например баритовая руда, азотнокислый барий, углекислый барий и другие с содержанием бария 30-80%.
Введение баритового концентрата позволяет совместить операции перемешивания и доводки и тем самым сократить продолжительность плавки, провести дефосфорацию металла и получить после охлаждения нерассыпающийся отвальный шлак, пригодный для использования в строительной индустрии и цементной промышленности.
Наличие баритового концентрата, состоящего в основном из сернокислого бария, в составе доводочной смеси обеспечивает интенсивный и длительный кип ванны в результате разложения
2BaSO4 -> 2BaO + 2SO2 + O2 - 700,4 ккал
и выделения около 0,2 м3/кг газообразных продуктов реакции.
Интенсивное кипение ванны способствует более быстрому растворению материалов доводки и активизации экзотермических восстановительных процессов, в результате чего не происходит снижение температуры ванны, вследствие эндотермических процессов разложения баритового концентрата и обеспечиваются низкие концентрации пентоксида ванадия в шлаке в более короткое время.
В процессе доводки, наряду с ванадием, частично восстанавливается и барий, который взаимодействует с поверхностно-активным в ванадиевых сплавах фосфором
3Ba + 2 P = Ba3P2 ΔH ° 298 = -118 ккал/моль
образует нерастворимые в сплаве термодинамически прочные фосфиды бария.
Кипение ванны способствует более полной деформации металла и переходу фосфида бария в шлаковую фазу.
Одновременно, введение баритового концентрата позволяет стабилизировать высокотемпературную γ-форму двухканального силиката отвальных шлаков. Механизм стабилизации состоит в замещении при высоких температурах ионом бария, вследствие большего его размера (1,37
Figure 00000001
), ионов кальция (1,06
Figure 00000002
) в высокотемпературных модификациях двухкальциевого силиката.
Из опытных данных установлено, что в зависимости от количества введенной добавки минеральный состав отвального шлака может быть представлен минералами группы α-модификации двухкальциевого силиката, а также бредигитом и мервинитом. Бредигит и мервинит являются термодинамически устойчивыми фазами, имеют мелкокристаллическую структуру и их образование предпочтительно.
Пример. Испытание способа проводили в электродуговой печи ДС-6H с магнезитовой футеровкой. В заправленную магнезитовым порошком печь загрузили металлодобавки - металлоотсев, залили рафинировочный шлак и включили ток. После расплавления металлоотсева и прогрева ванны загрузили основную часть шихты, состоящую из технической пятиокиси ванадия, ферросилиция и флюса. Для снижения износа футеровки в качестве флюса использовали известь с добавлением обоженного доломита в количестве, обеспечивающем содержание оксида магния в шлаке 6-12%. С той же целью вместо обоженного доломита можно использовать и другие магнийсодержащие материалы.
После проплавления шихты и восстановления ванадия провели доводку шлака с целью получения в нем низких концентраций пентоксида ванадия доводочной смесью, состоящей из ферросилиция, алюминия, извести и баритового концентрата. Обедненный по ванадию шлак слили и на поверхность расплава загрузили новую порцию шихты и после расплавления и восстановления ванадия провели доводку шлака доводочной смесью, после чего шлак слили.
После слива шлака на поверхность расплава загрузили рафинировочную смесь, состоящую из технической пятиокиси ванадия и флюса (известь и обоженный доломит). По достижении в сплаве кремния, отвечающего требованиям потребителя, производили выпуск плавки. По ходу плавки проводили замеры температуры.
Показатели плавки приведены в таблице.
Как видно из табличных данных по предлагаемому способу, совмещение операций перемешивания и доводки сокращает продолжительность плавки, в результате чего производительность повышается в среднем на 23%, концентрация фосфора в сплаве снижается в среднем в 2 раза, что существенно повышает качество сплава и возможность его более широкого применения. Шлак после остывания не рассыпается. При складировании на шлаковом отвале с целью выяснения устойчивости к распаду в атмосферных условиях признаков рассыпания не обнаружено.
Проведенные испытания показали, что щебень из дробленного шлака отвечает требованиям использования его при изготовлении бетонных смесей. Кроме того, молотый стабилизированный барием отвальный шлак обладает вяжущими свойствами, что указывает на целесообразность его использования в производстве цемента для ядерной энергетики.
Оптимальное количество баритового концентрата, обеспечивающего лучшие показатели, составляет 6-20 кг/т отвального шлака.
Присадка баритового концентрата в количестве менее 6 кг/т не обеспечивает получения нерассыпающегося шлака. Перемешивание расплава недостаточно, что увеличивает продолжительность доводки и ухудшает качество сплава.
Присадка баритового концентрата в количестве более 20 кг/т обеспечивает получение нерассыпающегося стабилизированного шлака, но приводит к образованию вязкого, трудноперемешиваемого шлакового сплава вследствие образования большого количества тугоплавкого двухбариевого силиката. Это приводит к увеличению продолжительности доводки и ухудшению качества сплава.
Оптимальная температура проведения доводки составляет 1750-1900oC.
При температуре ниже 1750oC шлак вязкий, нежидкоподвижный, перемешивание расплава затруднено, ухудшается кинетика процесса, что увеличивает продолжительность доводки и ухудшает качество сплава.
При температуре выше 1900oC вследствие ухудшения термодинамических условий замедляется развитие экзотермических восстановительных реакций, что требует принятия определенных мер по снижению температуры расплава. Это приводит к увеличению продолжительности доводки и плавки в целом.
Эффект от использования предлагаемого изобретения складывается за счет повышения качества и реализации феррованадия по более высокой цене, увеличения производительности процесса и связанной с этим экономии энергоресурсов и материалов, а также реализации дробленного шлака как товарного продукта и снижения затрат на охрану окружающей среды.
Источники информации
1. М.А.Рысс. Производство ферросплавов. - М.: 1985, с. 300-303.

Claims (1)

  1. Способ получения феррованадия силикоалюминотермическим методом, включающий заправку печи, загрузку металлодобавок, заливку рафинировочного шлака предыдущей плавки, их плавление, загрузку смеси технической пятиокиси ванадия, ферросилиция и флюса, ее плавление и восстановление, перемешивание расплава, доводку шлака доводочной смесью, состоящей из ферросилиция, алюминия и извести, слив отвального шлака, загрузку новой порции смеси, ее плавление и восстановление, перемешивание расплава, доводку шлака доводочной смесью, слив отвального шлака, рафинирование металла от кремния смесью технической пятиокиси ванадия и флюса и выпуск продуктов плавки, отличающийся тем, что перемешивание и доводку шлака осуществляют одновременно при температуре 1750-1900oC доводочной смесью, дополнительно содержащей баритовый концентрат в количестве 6-20 кг/т шлака.
RU97110726A 1997-06-25 1997-06-25 Способ получения феррованадия RU2119970C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110726A RU2119970C1 (ru) 1997-06-25 1997-06-25 Способ получения феррованадия

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110726A RU2119970C1 (ru) 1997-06-25 1997-06-25 Способ получения феррованадия

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119970C1 true RU2119970C1 (ru) 1998-10-10
RU97110726A RU97110726A (ru) 1999-01-10

Family

ID=20194583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97110726A RU2119970C1 (ru) 1997-06-25 1997-06-25 Способ получения феррованадия

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2119970C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567085C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-27 Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Способ получения феррованадия
RU2677197C1 (ru) * 2018-04-05 2019-01-15 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Способ получения феррованадия

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Рысс М.А. Производство ферросплавов.-М.: Металлургия, 1985, м. 300-303. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2567085C1 (ru) * 2014-07-15 2015-10-27 Открытое акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Способ получения феррованадия
RU2677197C1 (ru) * 2018-04-05 2019-01-15 Акционерное общество "ЕВРАЗ Ванадий Тула" Способ получения феррованадия

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5407459A (en) Process for the preparation of calcium aluminates from aluminum dross residues
WO1987004468A1 (en) Magnesium calcium oxide composite
RU2094478C1 (ru) Композиционная шихта для металлургического передела
RU2119970C1 (ru) Способ получения феррованадия
US4071373A (en) Process for the manufacture of aluminous cement from aluminum smelting residue
JP2835467B2 (ja) 電気炉スラグを原料とするアルミナセメントの製造方法
US4154605A (en) Desulfurization of iron melts with fine particulate mixtures containing alkaline earth metal carbonates
Pal et al. Utilisation of LD slag–An overview
RU2086675C1 (ru) Способ получения брикетов для прямого легирования стали марганцем
JP2019172547A (ja) リン酸質肥料の製造方法およびリン酸肥料
JP3904345B2 (ja) 鉄鋼添加剤
JP2003328022A (ja) 溶鋼用脱硫剤及びその製造方法
RU2206628C2 (ru) Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов
JPH02239138A (ja) 製綱スラグの改質方法
US3666445A (en) Auxiliary composition for steel-making furnaces
JP3769875B2 (ja) 鉄系溶融合金の脱硫方法および脱硫剤
JP2002211960A (ja) 製鋼スラグの改質方法
SU1186682A1 (ru) Экзотермический брикет дл легировани и раскислени чугуна
JP3316270B2 (ja) 金属精錬用石灰系フラックスの製造法
JP2000336421A (ja) 二次精錬スラグ、安定化剤の製造方法、フッ素を含む製鋼スラグの安定化処理方法、土中埋設用材料およびその製造方法
JP2003003206A (ja) 脱リン剤、脱リン方法および脱リンにより生成したスラグの使用方法
JPH09118911A (ja) 顆粒状複合精錬材
JPH0826791A (ja) ステンレススラグの改質方法
KR101863916B1 (ko) 마그네슘 제련공정 부산물과 알루미늄 제련공정 폐부산물을 이용한 탈황 및 탈산용 제강플럭스 조성물
JPH04131314A (ja) ステンレス鋼製造時の副生物から有価金属を回収する方法