Способ получения феррованадия плавкой “на блок”

(51) 22 27/02 (2006.01) 22 33/04 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Решаемой задачей предлагаемого изобретения является- повышение степени извлечения ванадия в металл- получение нерассыпающегося шлака и уменьшение его количества- сокращение угара алюминия и расхода огнеупоров. Достигаемым техническим результатом является- замена кремния традиционного ферросилиция на более сильный восстановитель, такой как алюминий комплексного кремнеалюминиевого сплава- простота технологии ввиду отсутствия дополнительных операций по подготовке шихты- в процессе плавки не используются добавки алюминиевого порошка или лома, так как алюминий уже содержится в комплексном кремнеалюминевом сплаве.(72) Толымбеков Манат Жаксыбергенович Байсанов Сайлаубай Омарович Байсанов Алибек Сайлаубаевич Корсукова Ирина Ярославовна Никурашина Елена Викторовна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОВАНАДИЯ ПЛАВКОЙ НА БЛОК(57) Изобретение относится к металлургии,конкретнее к производству ферросплавов, в частности к получению феррованадия, и может быть осуществлено на предприятиях черной металлургии. Изобретение относится к металлургии,конкретнее к производству ферросплавов, в частности к получению феррованадия, и может быть осуществлено на предприятиях черной металлургии. Известны три способа получения феррованадия углетермический,силикотермический 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. Известен также силикотермический способ получения феррованадия. Способ включает заправку печи(гранулированный пентоксид ванадия, дробленный ферросилиций ФС 75, алюминиевый порошок в гранулах, известь), загрузку металлоотсева, заливку рафинировочного шлака предыдущей плавки,восстановительный и рафинировочный периоды, а также окончательный выпуск продуктов плавки. После рафинирования металл содержит около 50 ванадия, около 2 кремния и 0,09-0,10 фосфора. Продолжительность плавки около 3,5-4 ч. Данный 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. Алюмотермический способ получения феррованадия достаточно широко распространен и осуществляется электропечной или внепечной плавкой. При электропечном способе плавки пентоксид ванадия с избытком алюминия загружают в электропечь с магнезитовой футеровкой и проплавляют при поднятых электродов с нижним запалом. По окончании процесса включают печь и проплавляют шлак, что способствует осаждению корольков сплава. После слива отвального шлака,содержащего около 1,8 мас.пентоксида ванадия,на зеркало расплава задают новую порцию пентоксида ванадия, которая рафинирует сплав от избытка алюминия. Образующийся шлак с высоким содержанием пентоксида ванадия используется в шихте последующей плавки. По этому способу извлечения ванадия составляет 95-97 мас., а расход электроэнергии достигает 3500 кВт.ч/т сплава. Сплав содержит около 80 мас. ванадия и до 0,25 мас. углерода. Недостатками способа являются безвозвратные потери ванадия с отвальными шлаками, большие затраты электроэнергии, повышенный расход дорогостоящего алюминия и снижение производительности процесса ввиду проведения дополнительной операции рафинирования, что значительно ухудшает технико-экономические показатели М.А.Рысс. Производство ферросплавов.- М. 1985, с. 300-303. Наиболее близким по технической сущности является алюмотермический способ выплавки феррованадия плавкой на блок, заключающийся в том, что шихту, состоящую из пентоксида ванадия,алюминиевого порошка,ферросилиция,металлодобавок и извести загружают в тигель и проплавляют с нижним запалом. Скорость проплавления шихты составляет около 200 кг/(м 2 мин) при содержании алюминия в шихте 100-105 от теоретически необходимого, а количество извести задается в пределах 30-40 от массы пентоксида ванадия. Задаваемые металлодобавки варьируются в широких пределах, в зависимости от требуемого содержания ванадия в сплаве Алюминотермия / Н.П. Лякишев,Ю.Л. Плинер, Г.Ф. Игнатенко и др. М. Металлургия, 1978. Существенным недостатком способа является низкое извлечение ванадия (87-95), обусловленное повышенными его потерями, как со шлаками, так и с пылевыносом из-за необходимости ведения процесса при высокой скорости и большой термичности с целью обеспечения необходимой температуры и подвижности формирующегося расплава. К другим недостаткам следует большие трудозатраты, связанные с перефутеровкой тигля после каждой плавки. Задачей изобретения является снижение расхода восстановителя, повышение извлечения ванадия в металл, повышение качества сплава, увеличение производительности процесса,получение нерассыпающегося шлака и уменьшение его количества, сокращение угара алюминия и расхода огнеупоров. Сущность изобретения заключается в том, что при получении феррованадия плавкой на блок,включающей приготовление шихты, ее загрузку и плавку технический эффект достигают заменой кремния традиционного ферросилиция на более сильный восстановитель, такой как алюминий комплексного кремнеалюминиевого сплава, что позволяет существенно повысить степень извлечения ванадия. Также в процессе плавки не используются добавки алюминиевого порошка или лома, так как алюминий содержится в комплексном кремнеалюминевом сплаве. Сокращаются потери тепла с поверхности расплава, его выбросы и выплески, а также улет пентоксида ванадия из плавильного агрегата. Пример. Предлагаемый способ выплавки феррованадия производили плавкой на блок. Загружали шихту, состоящую из пентаоксида ванадия и комплексного кремнеалюминиевого восстановителя, стружки металлической и извести. На 1 базовую тонну феррованадия расходуется 710 кг пятиокиси ванадия (90-95 2 О 5), 500 кг комплексного восстановителя марки ФСА 65 А 15,1350 кг извести, 250 кг железной стружки. Плавку вели с нижним запалом. Скорость проплавления шихты составляет около 190-210 кг/(м 2 мин) при содержании алюминия в шихте 100-102 от теоретически необходимого. Полученный сплав содержит до 50 ванадия, 0,3 углерода и 2 алюминия. Характеристика шихтовых материалов приведена в таблице 1. Таблица 1 Характеристика шихтовых материалов для выплавки феррованадия предлагаемым способом Материал Пентаоксид ванадия Комплексный кремнеалюминиевый восстановитель Показатели плавок следующие 1. Степень извлечения ванадия 93-96. 2. Качество соответствует ГОСТ 27130 - 94,структура слитка плотная. 3. Простота технологии ввиду отсутствия дополнительных операций, таких как дробление,рафинирование. 4. Использование более сильного восстановителя, такого как алюминий комплексного кремнеалюминиевого ферросплава. 5. Снижение количества шлака и наличия в нем корольков металла. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения феррованадия плавкой на блок,включающий приготовление шихты,состоящей из пентаоксида ванадия, восстановителя,извести и металлодобавок, ее загрузку, плавку,отличающийся тем, что в качестве восстановителя используют алюминий комплексного кремнеалюминиевого сплава, при следующем соотношении компонентов,Пентаоксид ванадия