PT80086B - Process for the production of tool steels using chemically prepared v203 as a vanadium additive - Google Patents

Description

Descrição da técnica anterior

Ê prática comum ligar aço com vanádio adicionando-se ferro-vanádio ou carboneto de vanádio (V0-V₂C) ao aço

fundido. 0 ferro-venádio ou carboneto de venádio (VO-T^O) ao aço fundido. 0 ferro-vanádio é normalmente produzido por meio de redução alumino-térmica de pentóxido (VgOp ou pela redução de uma escória contendo vanádio ou um residuo conter do vanádio, por exemplo. 0 carboneto de vanádio é normalmente feito em vários estádios, por exemplo, reduz-se pentóxido, ^2θ3* ^^ue’ £^{or SUSL vez}» reduzido na presença de carbono pa ra carboneto de vanádio sob pressão reduzida a temperaturas elevadas (por exemplo, cerca de 1400S0). É produzido pela Union Carbide Corporation sob a marca registada "Caravan" um aditivo VC-VgC comercial.

As adições de vanádio têm também sido feitas adicionando-se óxido de vanádio, por exemplo, ou ao

aço fundido juntamente com um agente de redução. Por exemplo, a Patente Americana 4.361*442 conceida a G. M. Paulring et. al em 30 de Novembro, 1982, descreve um processo para adicionar vanádio a aço, em que se adiciona ao aço fundido um agente de adição que consiste numa mistura aglomerada de VgO,- finalmente dividido e um material contendo cálcio, por exemplo, liga de cálcio-silício, de preferência na forma de um briquete moldado.

A Patente Americana Nfi. 4.396.425 concedida a G.

M. Faulring et al em 2 de Agosto de 1983 descreve um processo semelhante para adicionar vanádio a aço em que o agente de adiçío i uma mistura aglomerada de VgOj finamente dividiao e ua material contendo cálcio.

A Patente Americana N2. 3»591·367 concedida a P.

H. Perfect em 6 de Julho 1971, descreve um agente de adição de vanádio para o uso na produção de ligas ferrosas, que com preende uma mistura de óxido de venádio, por exemplo, ou VgO^, um agente redutor inorgânico tel como Al ou Si, e cal. A finalidade da cal consiste em tornar as inclusões mais fusíveis, por exemplo, óxidos do agente redutor, e produzir inclusões óxidicas de baixo ponto de fusão que sejam facilmente removidas do aço fundido.

4

Os agentes de adição de vanádio da técnica anterior, apesar de altamente efectivos em muitos aspectos, sofrem de uma limitação comum no sentido de que contém muitas vezes metais residuais que podem ser prejudiciais ou danosos para o aço. Mesmo nesses casos em que o agente de adição emprega óxido de vanádio essencialmente puro, por exemplo o

agente redutor oontem usualmente uma quantidade significativa de impurezas metálicas. Este problema é particularmente dificil em aços para ferramentas, que requerem níveis de adi ção de vanádio relativamente elevados.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO:

De acordo com a presente invenção, proporciona-se um novo e aperfeiçoado processo para a produção de aço para ferramentas que compreende:

a) a formação de um aço fundido com um teor de car bono superior a cerca de 0,35 por cento em peso e contendo silício numa quantidade de cerca de 0,15 a cerca de 3,0 por cento em peso e uma escória que cobre o aço fundido, em que a^eaoSria contem OaO e Si0₂ numa proporção tal que a proporção em peso de OaO para SiO^ seja igual ou superior à unidade; e

b) a adição ao aço fundido de um aditivo de vanádio que consiste essencialmente em V^O^ substancialmente puro qu:. micamente preparado pelo menos numa quantidade que possa rea gir estoquiometricamente com carbono e silício para produzir de cerca de 0,4 a cerca de 5>0 por cento em peso de vanádio no aço fundido.

Descobriu-se surpreendentemente de acordo com a pro sente invenção que um substancialmente puro quimicamente preparado pode ser adicionado com sucesso a um aço fundido sam um agente redutor para atingir um dado nível de adição de vanádio se o aço fundido for suficientemente reduzido empregando (1) um teor de carbono relativamente elevado, isto é, superior a cerca de 0,35 por cento em peso e (2) silício

- 5 como metal ligado. Torna-se também necessário empregar uma escória que cubra o aço fundido que seja essencialmente básica, quer dizer, a escória deverá ter proporção V, isto é, GaO para Si0₂, que seja superior à unidade. De preferência, a escória básica, reduz-se pela adição de elemento redutor tal como carbono, silício ou alumínio.

Os aços para ferramentas cão admiravelmente apropriados para o emprego de V₂0^ quimicamente preparado como aditivo de vanádio, uma vez que estes aços requerem um teor de carbono de médio a elevado. Além disso, requere-se normalmente o emprego de condiçóes redutoras relativamente for tes na escória quando se produzem estes aços a fim de promo ver a recuperação de elementos de ligar dispendiosos, mais facilmente oxidados, tais como, Gr, V, W, e Mo.

0 uso de ν₂0^ quimicamente preparado como um aditivo de vanádio de acordo com a presente invenção, tem muitas vantagens relativamente à técnica anterior. Em primeiro lugar, o ^2®$ & Q^uase quimicamente puro, isto é, superior a ^a 97%· contem quaisquer elementos residuais que s_e

jam prejudiciais para o aço. Tanto o ferrovanádio como o carboneto de venádio contêm impurezas em níveis que não se encontram no quimicamente preparado. 0 carboneto de va

nádio, por exemplo, é produzido a partir de uma mistura de V₂0₃ e carbono e contem todos os contaminantes que se encon tram presentes no carbono bem como quaisquer contaminantes incorporados durante o processamento. Acima de tudo, a composição e as propriedades físicas do V₂0^ quimicamente preparado são mais consistentes em comparação com outros materiais. Por exemplo, o V₂0₃ tem uma granulometria fina que varia dentro de limites muito baixos. Isto não se aplica no caso do ferrovanádio que, quando se parte e se peneira resulta uma larga distribuição de granulometria e a segregação durante o arrefecimento produz um produto heterogéneo. Finalmente, a redução de com silicio ou aluminio é uma

reacção exotérmica fornecendo calor ao aço fundido no forno

- 6 1

eléctrico. Tanto o ferrovanádio como o carboneto de venádio requerem o consumo de energia térmica a fim de intergrar o venádio no aço fundido.

Breve descrição do desenho

No desenho anexo:

A Figura 1 representa uma microfotografia tirada com uma ampliação de 100 x e mostrando um pé de ν₂θ3 camente preparado usado como aditivo de vanádio de acordo com a presente invenção4

A Figura 2 representa uma microfotografia tirada com uma ampliação de 10.000 x e mostra em mais pormenor a estrutura de uma partícula grande de V₂0^ mostrada na Figura 1;

A Figura 3 representa uma microfotografia tirada com uma ampliação de 10.000 x e mostra a estrutura com maio pormenor de uma pequena partícula de V₂% ¹¹¹⁰³trada na Figura 1;

A Figura 4 representa uma microfotografia tirada com uma ampliação de 5θ·θθθ x © mostra a estrutura em maior pormenor de uma pequena partícula de mostrada na Figura 3;

A Figura 5 representa um gráfico que mostra a dis tribuição granulométrica de um pé de V^O^ típico quimicamer te preparado.

Descrição das formas de realização preferidas

Os aços para ferramentas são normalmente feitos tanto com como sem uma etapa de processamento de AOD (descarburação com oxigénio/argon) que ocorre depois de a carga ter sido fundida no forno eléctrico. A produção de aços para ferramentas de acordo com a presente invenção será des crita daqui em diante sem fazer referência a qualquer AOD, embora se deva entender que tais práticas possam ser empregues como etapa de processamento final que se segue A adição

- 7 de vanádio usando quimicamente preparado. Uma explicação pormenorizada do processo AOD é dada na Patente Americana NS. 5.252.790 conceida a W. A. Krivaky em 24 de Maio de 1966, que aqui se cita como referência.

Na prãtica da presente invençSo adiciona-se um adi tivo de venádio consistindo essencialmente em VgO^ quimicamente preparado produzido de acordo com Hausen et al na Patente Americana N2. 3·Α10.652 supra, a um aço para ferramentas fundido como um pó finamente dividido ou na forma de bri quetes, sem um agente redutor, dentro do forno eléctrico ou da colher de transporte antes de se fundir 0 aço em lingotes» 0 aço para ferramentas possui um elevado teor de carbono, is to é, acima de cerca de 0,3% em peso, contendo também silicio em quantidades que são eficazes para proporcionar um meio redutor forte no aço fundido. Naturalmente que 0 aço pa ra ferramentas pode também conter um número de outros elemen tos ligantes tais como, por exemplo, crómio, tungsténio, molibdeno, manganês, cobalto e níquel como será evidente para os peritos na matéria.

Torna-se também essencial na prática de presente invenção proporcionar uma escória redutora básica que cobre 0 aço fundido. A escória é gerada de acordo com a prática convencional pela adição de formadores de escória tais como cal, por exemplo, e consiste predominantemente em CaO e SiO^ juntamente com quantidades mais pequenas de FeO, AlgO^ MgO e MnO, por exemplo. A proporção de CaO para SiC^ é conhecida como a ”proporção V^M que é uma medida da basicidade da escória. De preferência, a escória básica é reduzida pela adição desses materiais redutores como 0a02» ferrossilicio, silicio·· -manganês, e/ou alumínio.

Descobriu-se que a fim de se obterem recuperações de vanádio que estejam próximas dos 10% usando quimica

mente preparado como aditivo de vanádio, a proporção V da es cória deve ser igual ou superior a 1,0. De preferência, a proporção V é mais próxima dos 2,0. A modificação apropriada

da composição de escória pode ser feita adicionando-se cal em quantidades suficientes para aumentar a proporção 7 pelo menos acima da unidade. Poderá ser encontrada uma explicação mais pormenorizada da proporção V em "Ferrous Productive Metallurgy" por A. T. Peters, J. Wiley and. Sons, Inc. (1982) páginas 91 e 92.

0 quimicamente preparado que é usado como

aditivo de vanádio na prática da presente invenção é principalmente caracterizado pela sua pureza, isto é, *^s“

sencialmente a 97-99% com pequenas quantidades apenas de re siduos. Acima de tudo, as quantidades de elementos considerados esseneialmente prejudiciais no processo de fabrico de aço, nomeadamente arsénico, fósforo e enxofre, são extremamente baixas. Uma vez que os aços para ferramentas contêm até 70 vezes mais de vanádio do que outros graus de aço, a identidade e a quantidade dos resíduos é particularmente im portante. Por exemplo, os aços para ferramentas podem conte: até % em peso de vanádio enquanto que os aços de pequenos teores de elementos de liga (Η3ΙΑ) microligados de elevada resistência contem menos de 0,2% em peso de vanadio.

A Tabela I abaixo mostra a análise química de um material V₂0^ tipico quimicamente preparado:

Tabela I

Análise química do V₂0,

Percentagem em peso

Elemento ou Composto	Típica	Máxima
V	66.1(97-2%	67(98.6% V,
Alcalino (Na20^ + KgO)	0.3-	1.0
As		0.01
Ou		0.05
Fe		0.1
Mo		0.05
P		0.03
Si02		0.25
s		0.02

- 9 -

Os dados de difracçao de raios X obtidos numa amos

tra de VgO^ quimicamente preparado mostram apenas uma fase

deotetável, isto £, V₂0^. Com base na falta de alargamento

de linhas ou das reflexões de difracçao de raios X de feixes

intermitentes concluiu-se que o tamanho das cristalites do »3 -.5

V-,Ο-ζ se situa entre 10 e 10 ' cm..

«i 3

0 V₂°3 quimicamente preparado £ também altamente reactivo. Orê-se que esta reactividade £ devida sobretudo à área superficial excepcionalmente larga e ao elevado ponto de fusão do V₂0^. Foram tiradas imagens com microscópio elec trónico de varrimento (SEM) em amostras para demonstrar a larga área superficial e a porosidade do material V₂0^. As Figuras 1-4, inclusive, mostram estas imagens (SEM).

A Figura 1 representa uma imagem tirada com uma am pliação de 100 x de uma amostra de VgO^. Tal como se mostra, ⁰ ^2θ3 caracterizado por massas aglomeradas que variam na granulometria de cerca de 0,17 inm « menos. Mesmo com esta baixa ampliação, torna-se evidente que as partículas maiores são aglomerados de numerosas pequenas partículas. Por esta razão, as imagens SEM com ampliação elevada foram tiradas nu ma partícula grande designada por "A^M e numa partícula peque na designada por ”B”.

A imagem SEM da partícula grande "A" £ mostrada na Figura 2. Torna-se evidente nesta imagem de que a partícula grande £ uma massa porosa aglomerada de partículas extremamente pequenas, por exemplo 0,2 a 1 micron. A grande quantidade de áreas praticamente negras (vazias) na imagem SEM £ a evidência da grande porosidade das massas de V₂0^. Vejam-se particularmente as árias negras evidenciadas pelas setas nas microfotografias. Notar-se-á também a partir das imagens que as partículas são aproximadamente equidimensionais.

A Figura 3 representa uma imagem tirada com uma am pliação de 10.000 x de partícula pequena "B". A partícula pe quena ou aglomerada £ ae cerca de 4 x 7 micra de tamanho e

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consiste em numerosas pequenas partículas aglomeradas numa massa porosa. Foi tirada uma imagem com uma ampliação maior (50.000 x) da mesma pequena partícula para delinear as peque nas particulas da massa aglomerada. Esta imagem com maior am pliação é mostrada na Figura 4. Torna-se evidente a partir desta imagem que as particulas são aproximadamente aquidimen sionais e os vazios que separam as particulas são também mui to semelhantes. Neste aglomerado, as particulas situam-se nu ma média de cerca de 0,1 a 0,2 micron.

A Figura 5 mostra a distribuição granulométrica do material quimicamente preparado a partir de duas fontes

diferentes. 0 primeiro é 0 mesmo material V₂0^ mostrado nas Figuras 1-4. 0 segundo material V₂0^ tem uma forma idiomórfi ca devido à recristalização relativamente lenta do metavanadato de amónio. 0 tamanho das particulas individuais é mais pequeno no caso do V₂0^ que recristaliza mais rapidamente e a forma é menos uniforme. A granulometria foi medida num micromerografo e as particulas eram aglomerados de particulas finas (particulas distintas não separadas). Notar-se-á do gráfico que 50% em peso de todo ο Ίββ tem uma distribuição granulométrica de cerca de 4 a 2? micra.

A densidade em passa de V₂0^ quimicamente preparado antes da moenda situa-se entre cerca de 0,72 Kg/dm'’ e 1,04 Kg/dm^. De preferência, 0 V₂0^ é moido para aumentar a sua densidade para 0 uso como aditivo de vanádio. A moenda produz um produto que tem uma densidade mais consistente e que pode ser tratado e carregado a baixo custo. Especificamente, ο moido tem uma densidade em massa de cerca de

1,12 Kg/dnr e 1,24 Kg/dm⁵.

A porosidade de quimicamente preparado foi de

terminada a partir das densidades em massas e teóricas medidas. Especificamente, descobriu-se que de cerca de 75 «· 80 por cento da massa de V₂0^ é oca. Devido ao tamanho diminuto das particulas e à elevada porosidade dos aglomerados, 0 V₂0^ quimicamente preparado possui, consequentemente, uma

11 w—

área superficial raramente larga. A reactividade do quimicamente preparado está directamente relacionada com es ta área superficial. A área superficial do foi calcula

da a partir dos dados de micromeografo como excedendo 8.000 centímetros quadrados por centímetro cúbico.

A parte a sua porosidade e a sua elevada reactivi dade, o quimicamente preparado possui outras proprieda

des que o tornam ideal para o uso como aditivo de vanádio. Por exemplo, o possui um ponto de fusão (197020) que

está acima da maior parte dos aços (160020) sendo por isso sólido e não líquido em condições típicas da produção de aço. Além disso, a redução de com a agente redutor no

aço fundido, por exemplo, Al e Si, em condições de produção de aço, é exotérmica. Em comparação, o pentóxido de vanádio (T₂0₅) tambám usado como aditivo de vanádio Juntamente oom um agente redutor, tem um ponto de fusão (69020) que e cerca de 90020 abaixo da temperatura do aço fundido β requere também condições de redução mais rigorosas para levar a cabo a reacção de redução. £ dada na Tabela II abaixo uma com paração das propriedades tanto do V^O^ como do

Tabela II

Comparação das

Propriedade

Densidade

Ponto de fusão

CÔr

Oaracter de óxido Composição Energia livre de formação (19002K) Estrutura dos cristais

propriedades do V

v₂o₅

4.87

19702C

Preta

Básica

68% V+32% 0

-184.500

cal/mole a₀»5*45+ 5 A a=55249’+ 8’ Rombobedrice

e do V_o0_z

—.,6.2

^V2°5

3.56

6902C

Amarela

Atmosférica

56%V+44%0

-202.000

cal/mole a_o»4.569+ 5 á b -11.510+8 A ^ΟΟ“3·563+ 3 A Ortorrombice

Noutra comparaçao, o V₂0^ é é considerado um fluxo forte para muitos materiais refractários usados normalmente em fornos eléctricos e colheres. Adicionalmente, o funde a 6902C e permanece liquido em condições de formação de aço. As partículas liquidas de V₂0^ coalescem e flutuam para a interface da escória de metal na qual são diluídas pela es cória e reagem com óxidos alcalinos tais como o OaO e o Al₂ Oy Devido ao facto de estas fases serem difíceis de reduzir e o vanádio ser distribuído através do volume da escória pro duzindo uma solução diluida, a recuperação de vanádio a partir do V₂0^ é apreciavelmente inferior à do sólido alta

mente reactivo.

Uma vez que o V₂0^ quimicamente preparado é tanto sólido como exotérmico com o silício ou o alumínio em condições de produção de aço para ferramentas, será evidente que a granulometria do óxido e consequentemente a área superficial sejam factores principais para determinar a proporção e a integralidade da redução. A reacção de redução pode ser re presentada pela equação seguinte:

Al Al₂0^

v₂o₅ + Si V + s±o₂

σ co₂ + co

A velocidade da reacção é maximizada nas condições redutoras que prevalecem no forno eléctrico, quer dizer, par ticulas extremamente pequenas de V₂0^ sólido distribuídas através de banho de um aço fundido contendo Si e C. Todos es tes factores contribuem para criar as condições ideais para a redução rápida e completa do VgOj β para a solubilidade do vanádio resultante no aço fundido.

Descobriu-se que a fim de obter recuperações de va nádio que estejam próximas de 100% usando V₂0^ quimicamente preparado como um aditivo na prática da presente invenção, o aço fundido deverá conter silício numa certa proporção espe- 13 -

cifica, quer dizer, de cerca de 0,15 a 3,0 por cento em peso 0 alumínio pode também encontrar-se presente no aço fundido em quantidades de 0,0 a menos de 0,10 por cento em peso para desóxidar o banho. Torna-se naturalmente necessário em qual· quer caso que o teor de carbono do aço fundido seja superior a cerca de 0,35 por cento em peso, a fim de proporcionar as condições redutoras requeridas.

Tal como se indicou anteriormente, a proporção V é definida como a proporção de % de OaO/ % de Si0₂ na escória. 0 aumento da proporção V é uma forma muito eficaz de baixar a actividade de Si0₂ e aumentar a força de guiamento para a reacção redutora do Si. A constante de equilibrio K para uma dada reacção de metal e escória o metal contem Si e Og dissolvido em condições de produção de aço (160020) pode ser determinada pela equação seguinte:

a SiO.

28997

(a Si) (a 0)'

em que ^MK” equivale à constante de equilibrio "a Si0₂" equivale â actividade do Si0₂ na escória: "um Si" equivale à actividade do Si dissolvido no metal fundido e ^Mum 0“ equiva le â actividade do oxigénio também dissolvido no aço fundido

Para uma dada proporção V, a actividade da silicia pode ser determinada a partir de uma referência padrão tal como "Processo AOD” - "Manual for ΑΙΜΕ Educational Seminar", tal como se refere na Tabela III abaixo. Oom base nest|s dados e nas constantes de equilibrio publicadas para a oxida ção do silicio e do vanádio, pode ser calculado o nível de oxigénio correspondente para um teor de silicio especifico. Nestas condições, pode ser também determinada a quantidade máxima de V₂0^ que pode ser reduzida e deste modo a quantida de de vanádio dissolvido no metal fundido.

Tabela III

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Tabela III

Efeito da proporção V mm Si0₂

Proporção V um Si0₂

0	1.00
0.25	O.5O
0.50	0.28
0.75	0.20
1.00	0.15
1.25	0.11
I.5O	0.09
1.75	0.08
2.00	0.07

A tabela IV abaixo mostra as proporções V relativamente ã deminuição da actividade do Si0₂, os níveis de oxi génio correspondentes e a quantidade máxima de V₂0^ que pode ser reduzida nestas condições. 0 vanádio que é dissolvido no aço fundido como resultado desta reacção redutora é também referido para cada proporção V.

Tabela IV

Escória Aço *

Proporção V	**	Teor de oxi-	V dissolvido	Quantidade
da escória	Si02	génio do aço	em aço	de VpO, redu
(%Ca0/%Si02)		(0 PPm)	%	zido %
0( escória
ácida)	1.00	107	1.2	1.8
1.00	0.15	41	5*04	7*5
1.25	0.11	36	6.24	9.3
2.00	0.07	28	8.93	13*3
* 0 aço contem 0,3%	em peso de	silício

* * Referência - "Processo AOD" - "Manuel for ΑΙΜΕ Educational Seminar"

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Deste modo, a partir dos cálculos acima com base num aço contendo 0,3 por cento em peso de si e uma proporção

V variável, pode concluir-se que com um aumento na proporção

V de 1 a 2 há um aumento de 1,8 vezes na quantidade de vanádio que pode ser reduzido do ^e incorporado no aço fundi

do a 16002C.

Naturalmente que é possivel produzir um material contendo V^O^ por outro método que não o método químico descrito na Patente Americana N2. 3.410.652, acima. Por exemplo o pode ser preparado por meio de redução com hidrogénio

de NH^VOg. Esta consiste numa redução em duas etapes, primei ra a 400-5002C e, em seguida, a 600-65020. 0 produto final contem cerca de 80% de V^O^ mais 20% de com uma densidade em massa de 0,72 Kg/dm^. 0 estado de oxidação deste pro duto é demasiado elevado para que possa ser aceitavel para o uso como adição de vanádio para o aço.

Os exemplos seguintes poderão ainda ilustrar a pre sente invenção:

EXEMPLO I:

Preparou-se um aço para ferramentas de Grau M-7 na forma antes referida. Esta liga possui a seguinte composição química: 1,0 a 1,04% em peso de 0} 0,2 a 0,35% ©m peso de Mn 0,3 a 0,55% em peso de Si; 3,5 a 4,0% em peso de Or; 1,5 a 2,0% em peso de V; 1,5 a 2,0% em peso de W; e 8,2 a 8,8% em peso de Mo.

Adicionaram-se a um forno eléctrico 10 toneladas de aço de sucata contendo 58,9 Kg de vanádio, mais 72,5 Kg de óxido de molihdeno/tungsténio e 36,25 Kg de vanádio como VqO^. A carga total foi fundida numa escória básica (proporção V m 3). A escória foi em seguida reduzida adicionando-se CaCg © ferrossilicio, à carga em fusão. Os materiais redutores foram integrados na escória misturando-se manualmente e em seguida por acção de agitação dos eléctrodos do forno.

Uma hora depois foi analizada a amostra do metal fundido. 0

- 16 teor de vanádio era de 1,05% em peso. Removeu-se a escória e adicionaram-se 68,86 Kg de vanádio como ferrovanádio (86,07 Kg de FeV -80% de V). Formou-se uma segunda escória adicionando-se cal (CaO), CaO^ e ferrossilicio. 30 minutos mais tarde, retirou-se e analizou-se uma segunda amostra do aço fundido (16002C). 0 teor de vanádio registado foi de 1,7θ% em peso. As recuperações de vanádio para os aditivos de VgO^ e ferrovanádio são dadas abaixo:

(1) antes da adição de V₂0^ - 0,64% em peso de V (de sucata)

(2) depois da adição de V^O^ - 1,05% em peso de V (% de V recuperado - 100%)

(3) depois da adição de FeV - 1,70% em peso (% de V recuperada - 88%)

Com base na precisão da amostra e análise do vanádio, pode concluir-se que a recuperação de ^0^ nestas condições é de 98 a 100% e do ferrovanádio de 86 a 90%.

EHMELO II:

Foram adicionados 194,8 Kg de vanádio sob a forma de pó de VgOj quimicamente preparado e 4,53 Kg de vanádio sob a forma de briquetes de V^O^ ligados com silieato de sódio, a uma carga em fusão de aço para ferramentas de Grau M7 em for no pesando cerca de 25 toneladas. A carga em fusão possuia um teor de carbono de 0,65% em peso e continha também inicialmente 0,72% em peso de vanádio. A fim de reduzir a escória básica, (proporção V = 1,54) adicionou-se pó de ferrossílicio (75% <3Le silício) e alumínio. A escória pesava aproximadamente 90,6 Kg. 0 pó de "V^O^ desapareceu rapidamente na car ga em fusão logo que lhe foi adicionado enquanto que os briquetes permaneceram em flutuação à superfície da carga em fusão. 0 forno elêctrico foi reactivado a 160Q2C, durante cerca de 1 a 2 minutos seguindo-se uma agitação de 30 a 40 segundos em azoto. Os briquetes submergiram imediatamente e desapareceram na carga em fusão. Foi analizada uma amostra

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da carga e descobriu-se que continha 1,71% em peso de vanádio. Partindo-se do princípio de que houve uma recuperação de 100% do pó de a análise de vanádio seria de 1,61%

em peso. Calculou-se, por isso, que foi reduzido da escória 0,1% em peso do vanádio no aço. A carga em fusão de aço foi em seguida vazada para uma colher e transportada para um vaso AOD. 0 peso do material transportado era de 34.699,8 Kg. Depois do processamento no AOD, o aço fundido foi vazado para lingotes. A composição final do aço era a seguinte; 1,00% em peso de V; 0,18% em peso de Mn; 0,42% em peso de Si;3,55% em peso de Or; 1,66% em peso de W; 1,96% em peso de V e 8,56% em peso de Mo.

EXEMPLO III

Foram adicionados 108,7 Hg de vanádio sob a forma de briquetes de V^O^ quimicamente preparado ligados com silicato de sódio, a uma carga em fusão de aço para ferramentas de Grau M7 em forno pesando cerca de 25 toneladas. A car ga em fusão possuia um teor de carbono de 0,7% em peso e con tinha também inieialmente 0,98% em peso de vanádio. Foram adicionados 68 Kg de FeSi a 75% e 68 Kg de pó de Al com os briquetes de V₂0^ para assegurar a redução da escória básica A escória pesava aproximadamente 90,6 Kg. A análise da escória foi de 16,54% de Ca e 10,29% de Si dando uma proporção V de 1,05· Depois da adição (cerca de 1 minuto) foi observado que os briquetes flutuavam ainda na superfície da carga em fusão. 0 forno eléctrico foi reactivado a 16002C, depois do que os briquetes ficaram reduzidos desaparecendo na carga. A carga foi vazada para uma colher, devolvida novamente ao for no eléctrico e novamente vazada para a colher para ser trans ferida para um vaso AOD. Foi analizada uma amostra da carga na colher e descobriu-se que continha 1,69% em peso de vanádio. Avaliou-se em 100% a recuperação de vanádio a partir dos briquetes de V₂0^ no forno. Foram também reduzidos a par tir da escória aproximadamente 49 Kg de vanádio (cerca de 0,20% em peso). A escória na colher continha 21,13% de Oa e

10,45% de Si dando uma proporção V de 1,26%. Em seguida, adi cionaram-se 68,9 Kg de vanádio sob a forma de pó V₂0^ ao açc fundido na colher de transporte aumentando o teor de vanádic para 1,9% em peso. Depois do processo AOD, o aço fundido foi vazado para dentro de lingotes. A composição final do aço era a seguinte: 1,02% em peso de Cj 0,25% em peso de Mn; 0,45% em peso de Si; 3,4-0% em peso de Or; 1,64% em peso de W; 1,92% em peso de V; 8,40% em peso de Mo.

- 19

Claims (6)

1. REIVINDICAÇÕES:

   lfi. - Processo para a produção de aço para ferramentas usando ν£θ^ quimicamente preparado como aditivo de vanádio, caracterizado pelo facto de:

   a) se formar um banho de aço fundido com um teor de cai bono superior a cerca de 0,35 por cento em peso e contendo silicio numa quantidade de cerca de 0,15 a cerca de 3,0 por cento em peso e uma escória que recobre o aço fundido, e que contem CaO e SiO£ numa proporção tal que a proporção em pese de CaO para SiOg seja igual ou superior à unidade; e

   b) se adicionar ao banho de aço fundido um aditivo de vanádio que consiste essencialmente em ^0^ substancialmente puro, quimicamente preparado, numa quantidade que possa pelo menos reagir estequiometricamente com o referido carbo· no e silicio para produzir um teor de cerca de 0,4 a cerca de 5,0 por cento em peso de vanádio no aço fundido.
2. 2ê. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca. racterizado pelo facto de a proporção em peso de CaO para SÍO2 ua escória ser igual ou superior a 2.
3. 3â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado pelo facto de se reduzir a escória por meio da adição de um material seleccionado do grupo que consiste em carboneto de cálcio, ferrossilicio e siliciomanganês.
4. 4ô. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado pelo facto de 0 metal fundido conter menos de cerca de 0,10% em peso de alumínio.
5. 5^â· - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado pelo facto de 0 VgO^ substancialmente puro, qui micamente preparado, ter uma área superficial superior a cei ca de 8000 centímetros quadrados por centímetro cúbico.
6. 6â. - Processo de acordo com a reivindicação 1, ca racterizado pelo íaoto de ο ν₂0_? substancialmente puro, quimicamente preparado, ser moído de maneira a possuir um peso

   - 20 volúmico a granel compreendido entre cerca de 1,12 e cerca

   de 1,23 Kg dm"⁵.