SU1666565A1

SU1666565A1 - Method of producing ferrovanadium

Info

Publication number: SU1666565A1
Application number: SU884402856A
Authority: SU
Inventors: Александр Сергеевич Шаповалов; Геннадий Константинович Тарабрин; Вули Аршакович Григорян; Рифат Абезович Алеев; Евгений Иванович Оськин
Original assignee: Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1991-07-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, в частности к производству ферросплавов, конкретно ванадийсодержащих сплавов. Целью изобретени вл етс увеличение производительности, сокращение удельных расходов ферросилици , электроэнергии, огнеупоров и улучшение качества. Плавку провод т с использованием окускованной шихты и предварительно восстановленного пентоксида диванади углеродом. Окускованный продукт содержит оксиды кальци и магни при соотношении 1:/0,4 - 0,7/ в количестве 0,05 - 0,8 от массы триоксида диванади и 20 - 90% от общего количества кремниевого восстановител . Проплавление окускованного продукта осуществл ют с присадкой извести и кремнистого восстановител , поддержива соотношение диоксида кремни и триоксида диванади в шлаковой фазе 1:/0,01 - 0,6/ при отношении оксидов кальци к сумме оксидов ванади и кремни , равном 1,6 - 2,5, и заканчивают процесс при соотношении оксидов кальци и оксидов магни в шлаке 1:/0,1 - 0,35/. За счет повышени температуры плавлени предварительно окускованной части шихты, формировани оптимального состава расплава повышаетс степень извлечени восстанавливаемых металлов, снижаетс агрессивность расплава относительно футеровки печи. 2 табл.The invention relates to metallurgy, in particular to the production of ferroalloys, specifically vanadium-containing alloys. The aim of the invention is to increase productivity, reduce unit costs of ferrosilicon, electricity, refractory materials and improve quality. Melting is carried out using an agglomerated charge and a pre-reduced divan carbon dioxide pentoxide. The agglomerate product contains calcium and magnesium oxides at a ratio of 1: / 0.4 - 0.7 / in an amount of 0.05 - 0.8 by weight of divan trioxide and 20 - 90% of the total silicon reductant. The melting of the agglomerated product is carried out with the addition of lime and a siliceous reducing agent, maintaining the ratio of silica and divan trioxide in the slag phase 1: 0.01-0.6 / with a ratio of calcium oxides to the amount of vanadium and silicon oxides equal to 1.6-2. , 5, and complete the process at a ratio of calcium oxides and magnesium oxides in the slag 1: / 0.1 - 0.35 /. By increasing the melting temperature of the pre-agglomerated part of the charge, forming an optimal melt composition, the recovery of recoverable metals increases, and the aggressiveness of the melt relative to the furnace lining is reduced. 2 tab.

Description

позвол ет уже на ранней стадии шлакообразовани иметь расплав, обогащенный оксидами магни при концентрации оксидов ванади ниже концентрации диоксида кремни , т.е. недовосстановленные оксиды ванади наход тс в св занном состо нии в виде силикатов ванади . Такой расплав вл етс нейтральным по отношению к футеровке и не взаимодействует с огнеупорами .already at an early stage of slagging, it is possible to have a melt enriched in magnesium oxides at a vanadium oxide concentration below the silicon dioxide concentration, i.e. Vanadium undereduced oxides are in a bound state in the form of vanadium silicates. Such a melt is neutral with respect to the lining and does not interact with refractories.

Формирующа с же металлическа фа- jsa при этом не содержит кремни (содержа- ние кремни составл ет 2-6% вместо 30-40% в известном способе) и не оказывает разрушающее воздействие на подину и откосы.At the same time, the forming metal jsa does not contain silicon (the silicon content is 2-6% instead of 30-40% in the known method) and does not have a destructive effect on the hearth and slopes.

Присадка на образующийс расплав ферросилици и извести приводит к ослаблению силикатных группировок за счет увеличени доли оксидов кальци в шлаке и одновременному довосстановлению ванади при взаимодействии ферросилици с оксидами ванади в процессе его погружени в расплаве.Additives to the formed ferrosilicon and lime melt weaken silicate groups by increasing the proportion of calcium oxides in the slag and simultaneously reconstituting vanadium during the interaction of ferrosilicon with vanadium oxides during its immersion in the melt.

Таким образом, предложенный способ позвол ет провести процесс при отсутствии контакта агрессивного расплава с огнеупорами , причем в шлаковой фазе эффект достигаетс не только исключением из системы пентоксида див.анади путем предварительного его восстановлени углеродом , но и нейтрализацией вредного I воздействи триоксида диванади за счет ув зывани его в промежуточные соединени - силикаты ванади . В металлической фазе отсутствие взаимодействи с огнеупо- оами достигаетс за счет проведени сили- котермического процесса преимущественно путем твердофазного восстановлени триоксида диванади и образовани бескремнистого первичного металла. При этом в максимальной степени используетс теплота экзотермических реакций , что в свою очередь позвол ет сократить расход электроэнергии, ферросилици , повысить производительность и улучшить качество сплава за счет снижени концентрации углерода растворенных газов и неметаллических включений, причем и параметры, отраженные в формуле изобретени , найдены опытным путем и отражают те пределы, в которых реализуетс цель изобретени .Thus, the proposed method allows the process to be carried out in the absence of contact of an aggressive melt with refractories, and in the slag phase, the effect is achieved not only by eliminating the divalent anadium from the pentoxide system by first reducing it with carbon, but also by neutralizing the harmful effect of divan trioxide due to its intermediate compounds are vanadium silicates. In the metal phase, the lack of interaction with refractories is achieved by conducting a silicothermal process mainly by solid-phase reduction of divan trioxide and the formation of a silicon-free primary metal. At the same time, the heat of exothermic reactions is used to the maximum extent, which in turn reduces the power consumption, ferrosilicon, improves productivity and improves the quality of the alloy by reducing the carbon concentration of dissolved gases and non-metallic inclusions, and the parameters reflected in the claims are found to be experienced by and reflect the extent to which the purpose of the invention is realized.

Так, соотношение оксидов кальци и магни в окускованном продукте 1:(0,4-0,7) и их количество (0,05-0,8 от массы триоксида диванади ) вл ютс оптимальными.Thus, the ratio of calcium and magnesium oxides in the agglomerated product 1: (0.4-0.7) and their amount (0.05-0.8 by weight of divan trioxide) is optimal.

При содержании оксидов магни менее 0,4 от массы оксидов кальци и их суммарном количеств менее 0,05 от массы триоксида диванади не удаетс достичь развити твердофазного процесса взаимодействи ферросилици с оксидами ванади , вследствие чего первичный металл насыщаетс кремнием, а шлакова фаза - триокси- дом диванади , в результате чего происходит разрушение футеровки и загр знение сплава газами и неметаллическими включени ми.When the content of magnesium oxides is less than 0.4 by weight of calcium oxides and their total amount is less than 0.05 by weight of divan trioxide, it is not possible to achieve the development of a solid-phase process of interaction of ferrosilicon with vanadium oxides, as a result of which the primary metal is saturated with silicon and the slag phase is trioxide a sofa, resulting in the destruction of the lining and contamination of the alloy with gases and non-metallic inclusions.

0 При содержании оксидов магни более 0,7 от массы оксидов кальци и их суммарном количестве более 0,8 от массы триоксида диванади проплавление шихты затруднено, расплав утрачивает жидкопод5 вижность, восстановительный процесс не получает развити , вследствие чего снижаетс производительность, повышаетс расход электроэнергии.0 When the content of magnesium oxides is more than 0.7 by weight of calcium oxides and their total amount is more than 0.8 by weight of sofa trioxide, the melting of the charge is difficult, the melt loses its fluidity, the recovery process does not develop, as a result of which productivity decreases, energy consumption increases.

Содержание в окускованном продукте 20-90% от общего количества кремнистогоContent in agglomerated product 20-90% of the total amount of siliceous

0 восстановител (например, ферросилици марки ФС-75) вл етс оптимальным. Недостаток ферросилици в окускованном продукте (менее 20%) приводит к образованию первичных шлаков, обогащенных окси5 дами ванади , и взаимодействию их с огнеупорами.0 A reducing agent (for example, FS-75 grade ferrosilicon) is optimal. The lack of ferrosilicon in the agglomerated product (less than 20%) leads to the formation of primary slags enriched with vanadium oxides, and their interaction with refractories.

При содержании ферросилици в окускованном продукте более 90% не удаетс достичь полного восстановлени ванади изWhen the content of ferrosilicon in the agglomerated product is more than 90%, it is not possible to achieve complete recovery of vanadium from

0 оксидов, что приводит к насыщению кремнием металлической фазы и разрушению футеровки.0 oxides, which leads to saturation of the metallic phase with silicon and destruction of the lining.

Присадку извести и ферросилици в ходе проплавлени окускованного продуктаAdditive of lime and ferrosilicon during the melting of the agglomerated product

5 необходимо осуществл ть порционно, поддержива соотношение диоксида кремни и триоксида диванади в шлаковой фазе 1:(0,01-0,6) при отношении оксидов кальци к сумме оксидов ванади и кремни , равном5, it is necessary to carry out portions, maintaining the ratio of silica and divan trioxide in the slag phase 1: (0.01-0.6) with a ratio of calcium oxides to the amount of vanadium and silicon oxides equal to

0 1,6-2,5.0 1.6-2.5.

При содержании триоксида диванади в шлаковой фазе более 0,6 от концентрации диоксида кремни имеет место интенсивное взаимодействие расплава с магнезито5 выми огнеупорами и разрушение футеров-, ки.When the content of divan trioxide in the slag phase is more than 0.6 of the concentration of silicon dioxide, an intensive interaction of the melt with magnesite refractories takes place and the destruction of the liners, ki.

При содержании триоксида диванади в шлаковой фазе менее 0,01 от концентрацииWhen the content of divan trioxide in the slag phase is less than 0.01 from the concentration

0 диоксида кремни металличеса фаза насыщаетс кремнием, что приводит к перерасходу ферросилици , флюса и разрушению подины и откосов печи.The silicon dioxide metal phase is saturated with silicon, which leads to excessive consumption of ferrosilicon, flux and destruction of the bottom and slopes of the furnace.

При отношении оксидов кальци к сум5 ме оксидов ванади и кремни менее 1,6 восстановительный процесс замедл етс , вследствие чего снижаетс производительность , повышаетс расход электроэнергии, угар кремни .When the ratio of calcium oxides to sum 5 of vanadium and silicon oxides is less than 1.6, the reduction process is slowed down, as a result of which the productivity decreases, the power consumption increases, the silicon waste.

При отношении оксидов кальци к сумме оксидов ванади и кремни более 2,5 шлаки утрачивают жидкоподвижность, что также приводит к затормаживанию восстановительного процесса, снижению производительности , перерасходу электроэнергии.When the ratio of calcium oxides to the amount of vanadium and silicon oxides is more than 2.5, slags lose liquid mobility, which also leads to a retardation of the reduction process, a decrease in productivity, and an excessive consumption of electricity.

Соотношение оксидов кальци и оксидов магни в шлаке 1:{0,1-0,35), при котором завершают процесс, вл етс оптимальным ,При содержании оксидов магни э шлаке менез 0,1 от концентрации оксидов кальцит , происходит разрушение футеровка,The ratio of calcium oxides and magnesium oxides in the slag 1: {0.1-0.35), at which the process is completed, is optimal. When the content of magnesium oxides in the slag is less than 0.1 from the concentration of oxides calcite, the lining is destroyed,

При содержании оксидов магнк в шлаке болез 0,35 or концентрации оксидов кальци :;-i удаемс достичь полного восста- K0o/;sh4-;ri ззнзд-л , ;; vr-y y.-:e замедл етс ссадэнй король:со;г .г,.л;; ;-.; . палозой фазы, что .во/,;мт к дополнительны;--- потер м западн , снижению производительности , перерасходу электроэнергии.When the content of oxides of magnesks in the slag is 0.35 or less, the concentrations of oxides of calcium:; - i succeed to achieve a full recovery - K0o /; sh4-; ri zzzd-l; vr-y y .-: e slows down the king: co; rg, l ;; ; -; . palazoy phase, that .v / ,; mt to additional; --- loss m zapadn, reduced performance, energy waste.

Исходные LUt-:xT02b:8 материал;-;: зхни- пЈ-- т.. дмванади (сыра;- техническа ,:7 /Ю Сись Бйнадм , 92% Vp/Js), извести ;-. i/; доложит (nptfcoQTHGi.u3Hi.-Ht CaO и SVigO 1:0,4; а ;со ичес/гзз 08 от .-ас::ь: трм- окс-ида ди.-:аг- ади ) м 20% с:т общего :-.оличе- стаа фзрросилмций (: р к v1 CC-75), предварительно мзме.пьч-зли до фракции - 0,2 ми, смеи.к-1ва.--, с техкмчес;сМ|М углеродом (сажг мгрки ПМ-75) /, св зующим пои соотношении суммы пантогссмгз ,а лВЈкзд;.« ок- сидов железа к углероду 1:0,06, скомкоЕыаали подвергали обжигу в вос- стакозителькой атмосфере 1.5 ч при 200 °С, 1.2 ч при 80С°С w 1 ч при 1100°С.Baseline LUt-: xT02b: 8 material; - ;: zhni- pЈ-- t. Dmvanadi (cheese; - technical,: 7 / S Tiny Bynadm, 92% Vp / Js), lime; -. i /; report at nptfcoQTHGi.u3Hi.-Ht CaO and SVigO 1: 0.4; a; with iches / gz 08 from.-ac :: b: trm-ox-ida di .-: ag-adi) m 20% with: t of total: -. Olichesta ffrosilmcium (: p to v1 CC-75), previously sold out to the fraction - 0.2 mi, see.-1va .--, with technical equipment; SM | M carbon ( soot mgrka PM-75) /, which bind the ratio of the sum of pantogsmgs, and lVccd; iron oxides to carbon 1: 0.06, was crumpled in an reducing atmosphere for 1.5 h at 200 ° С, 1.2 h at 80С ° С w 1 h at 1100 ° С.

05о ;о:сенныэ окзтыцл/; г:рог -зв,: лм в дуговой злектропечй с магнезитовой футеровкой . В ходе прсплавлек s. образующийс расплав порционно осуществл ли присадку смеси извести и ферросилици -, поддержива соотношение диоксида кремни и триоксидадиванзди в шлаковой фазе 1:0,6 при отношении оксидов кальци к сумме оксидов ванади и кремни , равном 1,6, Присадку извести прекращали после установлени соотношени оксидов кальци и оксидов магни в шлаке 1:0,35. Затем бедный по ванадию шлак (0,15% /20з) скачивали , а кремнистый полупродукт, содержащий 47,1 % V; 3,6% Мп; 0,15% С; 11 % Si, подвергали рафинированию с использованием извести и окатышей, по составу аналогичных окатышам восстановительного периода, но не содержащих ферросилици . В результате получили феррованадий, содержащий 54,2% V; 1,56% Si; 3,72% Мп; 0,21% С; 05o; about: sennye okztytsl /; g: horn-star,: lm in arc furnace furnace with a magnesite lining. In the course of the competition, s. the resulting melt portionedly carried out the addition of a mixture of lime and ferrosilicon, maintaining the ratio of silica and trioxidadivides in the slag phase 1: 0.6 with the ratio of calcium oxides to the amount of vanadium and silicon oxides equal to 1.6, the lime additive was stopped after the ratio of calcium oxides was established and magnesium oxides in the slag 1: 0,35. Then the vanadium-poor slag (0.15% / 20z) was downloaded, and the siliceous intermediate containing 47.1% V; 3.6% MP; 0.15% C; 11% Si, were subjected to refining using lime and pellets, which are similar in composition to the pellets of the reduction period, but not containing ferrosilicon. As a result, ferrovanadium was obtained containing 54.2% V; 1.56% Si; 3.72% MP; 0.21% C;

0,013% Ы; 0,04% О; 0,06% неметаллических включений.0.013% s; 0.04% O; 0.06% non-metallic inclusions.

При этом удельный расход электроэнергии составил 1380 к8тч/т, ферросилици 5 249 кг/т, огнеупоров 152 кг/т, производительность - 1310 кг на гор чий час.At the same time, the specific energy consumption was 1380 k8 t / t, ferrosilicon 5 249 kg / t, refractory materials 152 kg / t, productivity - 1310 kg per hour.

Состав шихт опытных плавок дан в табд.1, а результаты сплава - в табл.2.The composition of the charge of the experimental heats is given in table 1, and the results of the alloy are given in table 2.

Плзвкм 4 м 5 вз ты с запредельными 0 значени ми параметров. Плавку б (прототип ) проводили с использованием плавленого технического пектоксида диванади , металлоотсевз. извести, ферросилици (ФС-75), без окомковани и предваритель- 5 но го восстановлени пектоксида диванаП .: . iA flat 4 m 5 is taken with an extreme 0 parameter value. Melting b (prototype) was carried out using fused technical pectoxide divanad, metallootsevz. lime, ferrosilicon (FS-75), without pelletizing and preliminary reduction of the pectoxide of the couch. i

Kaii из приведенных примеров, ревлизсцпй предложенного способа позвол ет достичь существенного улучшени по0 кзззтелей процесса получени и качества феррованади .The kaii from the examples cited, the revolving method of the proposed method, makes it possible to achieve a significant improvement in the quality of the production process and the quality of the ferrovanadium.

Технический эффект от использовани изобретени заключаетс в увеличении про- изводктельнссти, сокращении расходаThe technical effect of the use of the invention is to increase production, reduce consumption

Claims

5 elektroenbrpli, ferrosilicium refractories y-, improved quality of ferrovanadium. Claim method of producing ferrovanadium, including preparation of the charge, consisting of

0 vanadium-n iron-containing materials

flux and reducing agent, penetration

batch gfm excess of siliceous reducing agent, maintaining the basicity of the slag,

. grinding slag and refining a cream semi-finished product, characterized in that, in order to increase productivity, reduce the specific consumption of ferrosilicon, electric power, refractory materials, to improve the quality of the alloy, the previously reduced carbon technical sofa pentoxide predominates as a wa-dium-containing raw material. finely divided to trioxide divadi in okuk-skovznnnogo form, and akuskovanny

5, the product contains calcium and magnesium oxides at a ratio of 1: (0.4–0.7) in an amount of 0.05–0.8 by weight of divan trioxide and 20–90% of the total amount of siliceous reducing agent, and the melting of the agglomerated product is carried out They are filled with lime and a silicon regenerator, maintaining the ratio of silica and divan trioxide in the slag phase 1: (0.01-0.6) with respect to calcium oxides

5 to the sum of vanadium and silicon oxides equal to

1.6-2.5, and complete the process at the ratio of calcium oxides and magnesium oxides in the slag 1 .- (0.1-0.35).

Table 1

The composition of the charge recovery and refining periods (in the numerator - okuskovanny part of the charge, in the denominator of unfocused charge)

Ferrovanadium smelting rates

Note. Meltings 4 and 5 are taken with extreme parameters.