Способ выплавки феррованадия

 

Изобретение относится к черной металлургии. конкретнее к способам получения ванадийсодержащих ферросплавов, в частности ферованадия с ограниченным восстановлением ведущего и сопутствующих элементов из оксидного шлакового расплава Сущность способа заключается в следующем . На первой стадии плавки в шихту дополнительно вводят конечный ванадийсодержащий шлак предыдущей плавки и часть восстановителя в количестве, обеспечивающем содержание кремния в промежуточном сплаве в пределах 2.5 - 8.5%, а известь вводят в количестве 30 - 50% от общего ее расхода на плавку. Сливают шлак. На второй стадии проплавляют пятиокись ванадия и остальную часть извести до получения рафинировочного шпака , который обрабатывают остальной частью восстановителя на третьей стадии плавки При этом пятиокись ванадия вводят в количестве. Обеспечивающем требуемое содержание ванадия в сплаве и остаточное содержание оксида ванадия в конечном шпаке в пределах 7 - 18%. а известь вводят в количестве , обеспечивающем основность шлакового расплава 1,0 - 1,4 к моменту завершения его обработки восстановителем. Предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности электропечи на 25 - 35%. повышение стойкости ее футеровки на 15 - 35%, снижение расхода технической пятиокиси ванадия на 150 - 200 кг т сплава и расширение технологических возможностей способа 4 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5057502/02 (22) 04.08.92 (46) 30.1193 Бюп. М 43-44 (71) Акционерное общество "Тулачермет" (72) Гладышев Н.Г„. Колганов Г.С.; Рабинович ЕИ;

Комаров В.Т„Оськин ЕИ„Волков В.С; Тарабрин Г.К.;

Шаповалов А.С. (73) Акционерная компания "Ванадий Тулачермет" (54} СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОВАНАДИЯ (57) Изобретение относится к черной металлургии. конкретнее к способам получения ванадийсодержащих ферросплавов, в частности ферованадия с ограниченным восстановлением ведущего и сопутствующих элементов из оксидного шлакового расплава Сущность аюсоба заключается в следующем. На первсй стадии плавки в шихту дополнительно вводят конечный ванадийсодержащий шлак предыдущей плавки и часть восстановителя в количестве, обеспечивающем содержание кремния в промежуточном сплаве в пределах 2,5 — 8,5%, а (В) RU (11) 20О3724 С3. (51) 5 С И С ЗЗ 04 известь вводят в копичестве 30 — 50% от общего ее расхода на плавку. Сливают шпак На второй стадии проплавпяют пятиокись ванадия и остальную часть извести до попучения рафинировочного шпа— ка, который обрабатывают остальной частью восстановителя на третьей стадии плавки. При этом пятиокись ванадия вводят в количестве. Обеспечивающем требуемое содержание ванадия в снпаве и остаточное содержание оксида ванадия в конечном шлаке в пределах 7 — 18%. а известь вводят в количестве, обеспечивающем основность шлакового расппава 1,0 — 1,4 к моменту завершения его обработки восстановит епем. Г!редпагаемый способ обеспечивает увепичение производитепьности эпектропечи на 25 — 35%, повышение стойкости ее футеровки на 15 — 35%, снижение расхода технической пятиокиси ванадия на 150 — 200 кг т.сппава и расширение технопогичсских возможностей способа 4 табл.

2003724

10

35 содержании ные стадии плавки.

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения ванадийсодержащих ферросплавов, в частности феррованадия с ограниченным восстановлением ведущего и сопутствующих элементов сплава.

Известен способ выплавки феррованадил, включающий проплавление железосодержащей части шихты и шлакообразующих добавок, последующее проплавление пятиокиси ванадия и обработку известкового ванадийсодержащего UJëà>лака основностью 1,0-1,4 при оста очном содержа»ии оксида ванадия в нем 7-78% (1).

Известный способ имеет ограниченную область применения, 1го использование эффективно при выплавке феррованадия с пониженным содержанием сопутствующих элементов. в частности марганца, хрома, ти T31>а, фосфора и ал>оминил, Это обусловливает необходимость приме»ения исходных шихтовых материалов с низким содержанием перечисленных элеме >тов и исключает возможность использования таких материалов, как зашлакованный металлоотсев ванадиевого производства, конвертерный ванадиевый шлак и конечный ванадиевый шлак предыдущей плавки, Б то же время для получения феррованадил обычного качества, удовлетворяющего требованиям многих действующих стандартоз и технических условий, не требуетсл повышенной степени чистоты исходных шихтовых материалов по содержанию перечисленных выше элементов, Известный способ по излох<енным причинам обусловливает повышенный расход технической плтиокиси ванадия.

Недостатками известного способа являются также относительно небольшал производительность плавильного агрегата и повышенный износ его магнезитовой футеровкй на стадии плавления железосодежащей части шихты и шлакообразующих добавок.

Целью изобретения является увеличение производигельности электропечи, повышение стойкости ее футеровки, снижение расхода технической пятиокиси ванадия, расширение технологических возможностей способа и области его применения.

Кроме этого предлагаемый способ сохранлет такие преимущества известного способа, как более низкий расход извести и восстановителя, в частности ферросилиция.

Поставленная цель достигаетсл тем, что и известном способе выплавки феррованадия, включающем загрузку и проплавлениЕ железосодержащей шихты и извести на первой стадии плавки, проплавление пятиокиси ванадия на второй ее стадии, обработку известкового ванадийсодержащего шлакового расплава восстановителем на третьей стадии плавки до получения сплава с требуемым содержанием ванадия и конечного шлака основностью 1,0-1,4 при остаточном содержании оксида ванадия в нем 7-18% и выпуск продуктов плавки, на первой стадии железосодержащую часть шихты проплавляют совместно с конечным шлаком предыдущей плавки, частью извести, вводимой в количестве 30 50% от общего ее расхода на плавку, и частью восстановителя, вводимого в количестве, обеспечивающем содержание кремнил в промежуточном сплаве 2,5-8,5%, после чего сливают отвальный известковосиликатный шлак, а на второй стадии проплавляют пятиокись ванадия и остальную часть извести, рафинируя промежуточный сплав от избыточного кремния, и обрабатывают рафинировочный шлак остальной частью восстановителя на третьей стадии плавки.

Заявителю известен традиционный трехстадийный способ выплавки феррованадил, включающий первую и вторую восстановительные и третью рафинировочную стадии (2), Первая стадия процесса в известном и предлагаемом способах является восстановительной, Однако имеются существенные различия в массовых соотношениях проплавляемых компонентов.

Вторая стадия процесса является восстановительной в известном и рафинировочной в предлагаемом способах.

Третья стадия процесса является рафинировочной в известном и восстановительном в предлагаемом способах, Для наглядности основные существенные отличия традиционной и предлагаемой технологий выплавки феррованадия по трехстадийной схеме сведены в табл. 1.

Из приведенных в табл, 1 данных следует, что предлагаемый способ имеет существенные отличия от традиционного способа выплавки ферроеандия, заключающиеся в массовых соотношениях компонентов шихты, иной последовательности технологических операций, различном их назначении и

Изложенное позволяет считать и редложенное техническое решение соответствующим критерию "Существенные отличия".

Предлагаемый способ выплавки феррованадия включает в себя три последователь2003724

55

Первая стадия — проплавление железосодержащей части шихты, части извести, части восстановителя совместна с конечным шлаком предыдущей плавки и слив QTBGRbного шлака.

Вторая стадия — проплавление пятиокиси ванадия с остальной частью извести.

Третья стадия — обработка известкового ванадийсодержащего шлакового расплава остальной частью восстановителя.

Проплавление на первой стадии плавки части извести и части восстановителя совместно с жидким конечным шлаком предыдущей плавки обеспечивает сокращение продолжительности плавления, повышение стойкости футеровки и снижение расхода технической пятиокиси ванадия.

Ввод на первой стадии плавки части восстановителя в количестве, обеспечивающем содержание кремния в сплаве

2,5-8,5%, обусловливает протекание экзотермических окислительно-восстановительных реакций оксидов железа, марганца, . хрома и ванадия с кремнием и нейтрализует агрессивное действие оксидов ванадия на магнезитовую футеровку печи. . Ввод восстановителя в количестве, обеспечивающем более высокое содер>кание кремния в промежуточном сплаве, приводит к увеличению степени перехода в сплав сопутствующих элементов вследствие относительно низкого окислительного потенциала системы на первой стадии плавки.

Ввод восстановителя в меньшем количестве малоэффективен с точки зрения достижения поставленной цели: увеличения производительности электропечи и повышения стойкости ее футеровки. Кроме этого, при содержании в промежуточном сплаве менее 2.5% кремния затрудняется получение сливного отвального шлака с содержанием оксида ванадия менее 0,35%, так как перед началом доводки шлака алюминием содержание оксида ванадия в шлаке находится в пределах 2,5-3%. При содержании в промежуточном сплаве более 8,5% кремния содержание оксида ванадия в шлаке перед доводкой шлака алюминием практически не уменьшается, оставаясь на уровне 1,0%.

В табл. 2 приоедены экспериментальные данные, показывающие влияние содержания кремния в промежуточном сплаве после завершения первой стадии плавки на . основные показатели предлагаемого способа.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что содержание кремния в промежуточном сплаве в пределах 2,5-8.5% является оптимальным и обеспечивает достижение наилучших показателей предлагаемого способа выплавки феррованадия.

На первой стадии плавки проплавляют

30 50% извести от общего ее расхода на плавку, При большем расходе извести существенно увеличивается продолжительность первой стадии плавки и снижается производительность электропечи. Замедление скорости формирования известкового шлакового расплава о этих условиях приводит к снижению стойкости лагнезитовой футеровки электропечи в результате разъедания ее.свободным оксидом ванадия.

При меньшем расходе извести на первой стадии плавки формируется шлак пони>кенной оснооности, что приводит к повышенному содержанию оксида ванадия

В сливном отвальном шлаке Ll снижению стойкости футерооки электропечи, В табл. 3 приведены экспериментальные данные, показывающие влияние количества извести, вводимой на первой стадии плавки, на производительность электропечи. стойкость ее футерооки (содержание

MgO) и содержание VzO> в сливном отвальном шлаке.

Из приведенных о табл. 3 данных следует, что расход на п= ðâîé стадии плавки 3050% извести от общего ее расхода на плавку обеспечивает достижение наилучших показателей процесса по производительности электропечи. стойкости ее футерооки, а также наиболее низкое содержание оксида ванадия в сливном отоальíо л шлаке.

Ниже приведен пример конкретного технического осуществления предлагаемого способа выплавки феррооанадия в дуговой электропечи ДС-бН1 с магнезитооой футерооки и мощностью трансформатора

4000 кВА при средних значениях заявленных параметров. Показатели процесса плавки при граничных, средних и запредельных значениях заявленных режимных параметроо были приведены о табл. 2 и 3.

На 1 т феррооанадия в электропечь загружа.от. 400 кг металл оотсеоа оа надиевого произоодства, 520 кг извести, 150 кг75%-ного ферросилиция и заливают 1200 кг конечного ванадийсодержащего шлака предыдущей плавки (12,5% УрΠ— при оснооности 1.2}.

После расплавления загруженных материалов получают промежуточный сплав, с0держащий 15,6% Y. 5.5% Si. 3,3% Мп. 0,7%

Cr, 0,2% Т, 0,25% С; 0,008% S, 0,060 Р, и шлак, caäåðõàùèè: 1,7% У О;.. 0,27% УпО, 0,50% "eO, 0,15% 7 102, 0,20% Сг20з, 55,6%

СаО. 34.4 „- SiOz, 0,52% А1,0s, 6,"-% MgO.

0снооность шлака — 1,6?.

2003724

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Обрабатывают шлаковый расплав гранулированным алюминием до получения в шлаке менее 0,35% Yzgg и сливают в шлаковую чашу.

На второй стадии плавки в печь вводят

800 кг 90%-ной технической пятиокиси ванадия и 800 кг извести. После проплавления этих материалов получают второй промежуточной сплав. содержащий 22,4% Y и 0,5%

Si. и известковый ванадийсодержащий шлаковый расплав (47,4% YzOg при отношении

Ca 0 7) о 80

На заключительной стадии плавки в печь вводят 325 кг 75%-ного ферросилиция и получают феррованадий, содержащий

44 2 % У, 1,65 оУ S i 1,82% Мп 0,28% C

0,24% Cr,0,35Ti,0,010% S,0.060% Р. Конечный шлак содержит; 43,2% Са0,36,2% SiÎz, 5,2% MQO, i2,5% У205, 2,9% (FGO + МпО+

+Сг20з + TiOz). Основность шлака 1,2, Кратность шлака 1,2.

Сливают конечный ванадийсодержащий шлак через порог рабочего окна в шлаковую чашу, а феррованадий — через выпускную летку в футерованный ковш.

5 В табл. 4 приведены основные техникоэкономические показатели предлагаемого способа выплавки феррованадия в сопоставлении с аналогичными показателями известного способа (средние значения).

10 Из приведенных в табл, 4 данных следует, что предлагаемый способ выплавки феррованадия обеспечивает достижение более высоких технико-экономических показателей по сравнению с известным способом

15 при относительно небольшом содержании сопутствующих элементов. (56) 1. Патент N 1801143, кл. С 22 С

ЗЗ/04, 1992.

20 2. Технологическая инструкция ТИ 127Ф-05-85, Производство технической пятиокиси ванадия и феррованадия, Тула, 1985, с.

27.

2003724

Т.аблица 2

Содержание оксида магния в сливСодержание оксида ванадия в шлаИга и/и ном отвальносм шлаке, Д

П р и м е ч а н и е: масса опытных плавок — 3,3 т, содержание ванадия в конечном сплаве — 38%, расход извести на первой стадии плавки — 40% от обгцего его расхода на плавку, основность конечного шлака — 1,2 при содержании оксида ванадия в нем 12,5%, Таблица 3 ер>кание в сливном шлаке,, 7205

П р и м е ч а н и е: масса опытных плавок — 3,3 т, содержание ванадия в конечном сплаве — 38%, содержание кремния в промежуточном сплаве — 5,5%, ocHQGHOGTb конечного шлака—

1,2, при содержании ванадия в нем 12,5.;4, расход конечного шлака нэ первой стадии плавки — 1200 кг/т сплава.

Таблица 4

Способ выплаВки ели

>едлагаемый известный

800 дит ни

5,2

8,0

970 ни

2

Содержание кремния в промежуточном сплаве после завершения первой стадии плавки, %

2,0

2,5

5,5

8,5

9,0 шла

0% ван

Производител ьность электропечи, кг/ч

817

8,1

6,9

6,6

6,2

6.3

8,1

6,9

6.6

6,9

8.3 ке перед его одкой алюминием,,4

3,0

2,5

1,7

1,0

0,95

0,60

0,35

0.30

0,32

0,38

12

2003724

Редактор С. Кулакова

Составитель А. Белкин

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Н. Ревская

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3310

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,гагарина, 101

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОВАНА-

ДИЯ, включающий загрузку и проплавлеwe железосодержащей части шихты и из- 5 вести на первой стадии плавки, обработку известкового ванадийсодержащего шлакоsoro.расплава восстановителем нэ третьей . стадии плавки до получения сплава с требуемым содержанием ванадия и конечного шлака основностью 1,0 - 1,4 при остаточном содержании оксида ванадия в нем 718 и выпуск продуктов плавки; отличаю- щийся тем, что дополнительно в шихту на 15 первой стадии плавки вводят конечный ванадийсодержащий шлак предыдущей плавки и часть восстановителя в количестве, обеспечивающем содержание кремния в промежуточном сплаве в пределах 2,58,5, а известь вводят в количестве 3050 от общего ее расхода на плавку, затем сливают шлак, а на второй стадии проплавляют пятиокись ванадия и остальную часть извести до получения рафинировочного шлака, который обрабатывают остальной частью восстановителя на третьей стадии плавки.