RU2173350C1 - Способ получения низкокремнистого феррониобия - Google Patents
Способ получения низкокремнистого феррониобияInfo
- Publication number
- RU2173350C1 RU2173350C1 RU2000112461A RU2000112461A RU2173350C1 RU 2173350 C1 RU2173350 C1 RU 2173350C1 RU 2000112461 A RU2000112461 A RU 2000112461A RU 2000112461 A RU2000112461 A RU 2000112461A RU 2173350 C1 RU2173350 C1 RU 2173350C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- niobium
- charge
- ferroniobium
- melt
- refining
- Prior art date
Links
- 229910000592 Ferroniobium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title abstract description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 28
- WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I niobium(5+);pentahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Nb+5] WPCMRGJTLPITMF-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 16
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 11
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 claims description 7
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 238000011068 load Methods 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000012467 final product Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N Niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 3
- 229910000460 iron oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N Sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous Effects 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству феррониобия. Способ заключается в том, что в качестве ниобийсодержащей части шихты используют отходы, содержащие гидроокись ниобия, в качестве плавильного агрегата используют электродуговую печь, в которую сначала загружают и расплавляют запальную и ниобийсодержащую части шихты. Восстановление и рафинирование расплава проводят при периодической подаче охладителя. Разработан технологический процесс, в котором используют трудноутилизированные техногенные отходы, содержащие гидроокись ниобия. Используемые шихтовые материалы, их количество, порядок подготовки и проплавления с регулированием температурно-теплового режима обеспечивает повышение технико-экономических показателей производства низкокремнистого феррониобия за счет экономии электроэнергии, шихтовых материалов и повышения коэффициента извлечения ниобия в готовый продукт. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области металлургии ферросплавов, конкретно к выплавке сплавов феррониобия.
Известны способы производства феррониобия при использовании углетермического, силикотермического, алюмотермического методов восстановления оксидов ниобия при получении феррониобия (1). В промышленном производстве низкокремнистого феррониобия получил распространение алюмотермический метод. Низкокремнистый феррониобий получают путем восстановления пирохлоровых ниобиевых концентратов или технической пятиокиси в специальных плавильных агрегатах. При использовании ниобиевого концентрата дозировка шихты на 100 кг концентрата содержит 40-43 кг порошка первичного алюминия, 8,5 кг железной руды и 26 кг натриевой селитры. Продолжительность плавки на 2500 кг концентрата составляет 6-8 мин. Недостатком указанного способа является относительно невысокое извлечение ниобия, а для улучшения показателей технологического процесса (снижение содержания серы, повышение извлечения ниобия) требуются мероприятия по осуществлению специальных технологических приемов, конструкторских решений.
При алюмотермическом методе в качестве ниобийсодержащего материала для получения низкокремнистого феррониобия используют также оксид ниобия. В этом случае на 100 кг ниобийсодержащего материала в шихту добавляют 52-56 кг порошка первичного алюминия, 38-40 кг железных окатышей, 20 кг железной окалины, 30 кг извести и 0,1 кг селитры при условии содержания в шихте 110% восстановителя к теоретически необходимому от массы ниобийсодержащего материала. При незначительном повышении содержания ниобия в конечном продукте показатели производственного процесса не компенсируют материальных и энергетических затрат на его осуществление.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ производства феррониобия низкокремнистого (2). В известном способе в качестве основной восстановительной части шихты используют пятиокись ниобия. Технологический процесс включает подготовку запальной, восстановительной и рафинировочной частей шихты, порционное проплавление запальной части шихты, проплавление основной части шихты с последующей подачей на зеркало расплава восстановителей и рафинировочно-осадительных компонентов шихты. Выпуск металла и шлака осуществляют в приемную изложницу. После выдержки расплава в течение 12 часов изложницу разбирают и металлическую часть сплава разбивают до требуемых габаритов по размеру частиц.
Недостатком известного способа является то, что при значительных материально-энергетических затратах степень извлечения ниобия в сплав относительно невысокая. Наблюдаются ликвационные зоны по распределению ниобия по сечениям отливки. Возможен неравномерный ход плавки с выбросами шихтовых материалов и расплава или медленный "холодный" ход плавки. Все это снижает качество и выход годного по конечной продукции.
В настоящей заявке на изобретение поставлена задача разработать стабильный надежный способ получения низкокремнистого феррониобия, в том числе с использованием нетрадиционного сырья, например трудноутилизируемых техногенных отходов, содержащих гидроокись ниобия. Предусмотрена высокая степень извлечения ниобия в сплав с меньшими материальными и энергетическими затратами и себестоимостью производства, а также улучшение экологии технологического процесса.
Сущность предлагаемого изобретения и поставленная задача выражаются и решаются тем, что в известном способе получения феррониобия низкокремнистого, включающем подготовку запальной, ниобийсодержащей, восстановительной и рафинировочной частей шихты, их последовательную загрузку в плавильный агрегат и поэтапное проплавление, проведение процессов восстановления и рафинирования расплава, слив расплава в приемную изложницу, выдержку до затвердевания и разделку слитка на габаритные фракции, в качестве ниобийсодержащей части шихты используют отходы, содержащие гидроокись ниобия, а в качестве плавильного агрегата используют электродуговую печь, при этом сначала в электродуговую печь загружают и расплавляют запальную и ниобийсодержащую части шихты, а процессы восстановления и рафинирования расплава проводят при периодической подаче охладителя.
Раздельное расплавление всего количества ниобийсодержащей части шихты позволяет в дальнейшем осуществлять технологический процесс в стабильном надежном и регулируемом режиме. Последовательная загрузка и поэтапное проплавление оставшейся части шихтовых материалов проводят на жидкий расплав отходов, содержащих гидроокись ниобия. В результате расплавления отходов, содержащих гидроокись ниобия, и порядка введения компонентов шихты, заявленного количества и состава в расплав образуются высшие окислы ниобия, при наличии которых алюмотермический процесс протекает интенсивно с большим выделением тепла. Этот эффект позволяет сократить время технологического цикла в целом, снизить энергозатраты и повысить выход ниобия в конечный продукт.
Для регулирования температурного режима металлического и шлакового расплавов в периоды восстановительного и рафинировочного циклов на жидкий расплав подают охладительные балластные добавки. Этот прием исключает отклонения от заданных параметров процесса и предотвращает самопроизвольные выбросы шихтовых материалов или замедленный ход плавки.
В качестве охладительных добавок могут быть использованы оборотные шлаки феррониобиевого производства или известь. Количество охладителя и последовательность подачи его на расплав регулируют в зависимости от параметров алюмотермического процесса в восстановительно-рафинировочный период.
Преимущество использования гидроокиси ниобия в качестве ниобийсодержащего компонента проявляется в ее дешевизне, легкоплавкости и возможности получения при расплавлении высших окислов ниобия.
Последующая подача другой части шихтовых материалов осуществляется с гарантированным весом, составом и качеством смешивания шихтовых компонентов, так как их доля по сравнению с гидроокисью ниобия составляет значительно меньшую величину, что позволяет упростить технологический процесс на стадии подготовки шихтовых материалов и при их подаче на расплав гидроокиси ниобия.
По предлагаемому способу процессы восстановления и рафинирования можно проводить непосредственно в электродуговой печи после полного расплавления отходов, содержащих гидроокись ниобия.
При использовании в заявленном способе в качестве ниобийсодержащей части шихты отходов, содержащих гидроокись ниобия вместо пятиокиси ниобия, экспериментально установлен и рекомендуется при производстве феррониобия низкокремнистого состав шихтовых компонентов, при следующем относительном соотношении: отходы, содержащие гидроокись ниобия - 1, алюминиевый порошок - 0,35-0,45, железная руда и(или) окалина - 0,28-0,36, известь - 0,35-0,45.
Использование и реализация технологических параметров предлагаемого способа получения низкокремнистого феррониобия по сравнению с известным способом обеспечивает следующие преимущества:
- простота и стабильность технологического процесса;
- удешевление производства за счет использования отходов, содержащих гидроокись ниобия вместо дорогостоящей пятиокиси ниобия;
- повышение выхода ниобия в конечный продукт за счет более высокой жидкоподвижности расплава;
- улучшение экологии производства за счет снижения вредных выбросов.
- простота и стабильность технологического процесса;
- удешевление производства за счет использования отходов, содержащих гидроокись ниобия вместо дорогостоящей пятиокиси ниобия;
- повышение выхода ниобия в конечный продукт за счет более высокой жидкоподвижности расплава;
- улучшение экологии производства за счет снижения вредных выбросов.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что предлагаемый способ получения низкокремнистого феррониобия содержит совокупность новых существенных признаков, последовательность выполнения при определенных условиях осуществления действий. По сравнению с известным способом признаки, характеризующие заявленный способ, являются новыми существенными, что соответствует критерию "новизна".
Из известных источников информации не выявлено использования применяемых материалов, их количественных соотношений, порядка или совокупности самостоятельно отдельных новых существенных признаков в предлагаемом способе по их функциональному назначению и достигаемому результату, что соответствует критерию "изобретательский уровень".
Пример выполнения. На Ключевском заводе ферросплавов в электродуговой печи проведено семь плавок по предлагаемому способу. Израсходовано по компании 20000 кг отходов, содержащих гидроокись ниобия со средним содержанием окиси ниобия 62%. Количественный состав шихтовых материалов на каждую плавку рассчитывали по средним значениям, рекомендованным в заявленном способе, от массовой доли гидроокиси ниобия, равной 3000 кг.
На подину печи засыпали обычно применяемую в ферросплавном производстве запальную смесь, на которую загружали всю долю отходов, содержащих гидроокись ниобия. После розжига дуги печи и последующего полного расплавления отходов, содержащих гидроокись ниобия, на расплав подавали восстановительную часть шихты (известь, порошок алюминия, железную окалину). В восстановительный период для регулирования температурного и теплового режимов плавки в расплав вводили охладитель - молотый ниобийсодержащий шлак.
После завершения восстановительного периода осуществляли рафинировку расплава подачей в печь рафинировочной части шихты (порошок алюминия, железная окалина и железорудные окатыши) с регулированием температурно-теплового режима добавками ниобийсодержащего шлака.
Балансовый анализ проведенных плавок подтвердил преимущества предлагаемого способа получения низкокремнистого феррониобия по сравнению с известным (по удельным показателям, %): снижение расхода электроэнергии на 23, расхода порошка алюминия на 38, расхода извести на 20, сокращение времени технологического цикла на 15 и повышение коэффициента извлечения ниобия на 18.
Химический состав выплавленного низкокремнистого феррониобия с использованием трудноутилизируемых отходов, содержащих гидроокись ниобия, соответствует требованиям ГОСТ 16773 - 85. Технологический цикл подготовки, выплавки и разделки конечного продукта осуществлен на стандартном металлургическом оборудовании без отклонений регламентируемых параметров, последовательности операций и требований по соблюдению санитарных и экологических стандартов.
Источники информации
1. М. А. Рысс. Производство ферросплавов. Москва, "Металлургия">, 1985, стр. 307-316.
1. М. А. Рысс. Производство ферросплавов. Москва, "Металлургия">, 1985, стр. 307-316.
2. Технологическая инструкция (ТИ 141-Ф-042-91) ОАО "Ключевский завод ферросплавов".
Claims (4)
1. Способ получения низкокремнистого феррониобия, включающий подготовку запальной, ниобийсодержащей, восстановительной и рафинировочной частей шихты, их последовательную загрузку в плавильный агрегат и поэтапное проплавление, проведение процессов восстановления и рафинирования расплава, слив расплава в приемную изложницу, выдержку до затвердевания и разделку слитка на габаритные фракции, отличающийся тем, что в качестве ниобийсодержащей части шихты используют отходы, содержащие гидроокись ниобия, в качестве плавильного агрегата используют электродуговую печь, при этом сначала в электродуговую печь загружают и расплавляют запальную и ниобийсодержащую части шихты, а процессы восстановления и рафинирования расплава проводят при периодической подаче охладителя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют состав шихты при следующем количественном соотношении компонентов: отходы, содержащие гидроокись ниобия - 1, порошок алюминия - 0,35-0,45; железная руда и/или окалина - 0,28-0,36, известь - 0,35-0,45.
3. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве охладителя используют оборотный шлак феррониобиевого производства.
4. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве охладителя используют известь.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2173350C1 true RU2173350C1 (ru) | 2001-09-10 |
Family
ID=
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
РЫСС M.A. Производство ферросплавов. -М.: Металлургия, 1985, С.307-316. * |
Технологическая инструкция. ТИ 141-Ф-04.2-91. Феррониобий низкокремнистый. ОАО "Ключевский завод ферросплавов", п. Двуреченск, 1991. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100469932C (zh) | 一种v2o5直接合金化炼钢工艺 | |
RU2733772C1 (ru) | Способ изготовления сплавов феррованадия на основе алюминотермического самораспространяющегося градиентного восстановления и рафинирования шлаком | |
RU2739040C1 (ru) | Способ получения ферровольфрама на основе восстановления самораспространяющегося градиента алюминотермии и рафинирования шлака | |
CN101928847B (zh) | 一种镁合金熔炼工艺 | |
CN102534271B (zh) | 一种钒铝合金的生产方法 | |
CN104141025B (zh) | 电铝热法钒铁浇铸脱铝的方法 | |
CN106086608B (zh) | 一种利用碳锰熔渣生产低碳锰硅合金的方法 | |
CN106350675A (zh) | 一种高品质AlV55合金的制备方法 | |
CN108486313A (zh) | 一种提升耐热钢晶间纯净度的熔炼工艺 | |
CN101368244A (zh) | 低碳锰铁的生产工艺 | |
CN105112594A (zh) | 倾翻炉冶炼钒铁的方法 | |
CN104762488B (zh) | 一种在电渣重熔过程中直接钒合金化的方法 | |
CN103643056B (zh) | 低碳锰铁的冶炼方法 | |
CN103643094B (zh) | 高碳锰铁的冶炼方法 | |
RU2338805C2 (ru) | Способ алюминотермического получения ферротитана | |
CN102586666B (zh) | 短流程高强度铸铁专用净化剂及其制备工艺 | |
RU2329322C2 (ru) | Способ получения высокотитанового ферросплава из ильменита | |
RU2173350C1 (ru) | Способ получения низкокремнистого феррониобия | |
CN102839292A (zh) | 用于铝硅镇静钢脱氧的超低钛超低碳高硅铝铁合金及其制备方法 | |
CN106350674A (zh) | 一种高品质AlV85合金的制备方法 | |
CN113430398B (zh) | 一种含有钒元素的JCr98级金属铬及其制备方法 | |
CN109487091B (zh) | 一种电渣重熔引弧剂及制备方法 | |
CN101591748B (zh) | 一种特碳含量范围的钒铝中间合金及其制备方法 | |
RU2374349C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащих сплавов | |
RU2455379C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов |