способ получения феррованадия с низким содержанием марганца

Формула изобретения

1. Способ получения феррованадия с низким содержанием марганца, включающий восстановительные и рафинировочный периоды, выпуск феррованадия из печи и его разливку, отличающийся тем, что в шихту по крайней мере одного периода плавки дополнительно подают серосодержащие соединения железа.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве серосодержащего соединения железа используют пиритный концентрат.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, а именно к технологии производства феррованадия, и может быть осуществлено на предприятиях черной металлургии.

Известен способ получения феррованадия в электропечи силикоалюмотермическим методом, при котором феррованадий получают путем восстановления оксидов ванадия, поступающих в шихту из технической пятиокиси ванадия и ванадиевого конвертерного шлака, кремнием ферросилиция и металлическим алюминием. Процесс восстановления оксидов ванадия ведут в два периода со скачиванием сливного шлака. На заключительной стадии производства феррованадия металл подвергают рафинированию технической пятиокисью ванадия - проводят рафинировочный период. Шлак рафинировочного периода рафшлак, ввиду большого содержания в нем пятиокиси ванадия (9-18%) возвращают в печь на первый период следующей плавки [1]

Для получения этим способом феррованадия с содержанием марганца менее 4% (марки ФВД-40-У-0,75; ФВД-50-У-0,5) из шихтовых материалов приходится полностью исключать ванадиевый конвертерный шлак, являющийся основным источником марганца в феррованадии, а в качестве источника ванадия использовать только техническую пятиокись ванадия, что значительно увеличивает себестоимость готового феррованадия. Но даже полное исключение из шихтовых материалов ванадиевого конвертерного шлака не гарантирует обязательного получения заданного содержания марганца в готовом ферросплаве (менее 4%). Около 20% плавок низкомарганцовистого феррованадия переводится в пониженную марку из-за высокого, более 4% содержания марганца в сплаве, что приводит к снижению отпускной цены на 300-500 руб. за каждую тонну ферросплава.

Наиболее близким техническим решением является способ получения феррованадия, включающий восстановительные и рафинировочные периоды, выпуск феррованадия из печи и его разливку [2]

Недостатком известного способа является необходимость проведения дополнительных операций по наведению, выдержке и скачиванию сульфидного шлака, что увеличивает продолжительность плавки, снижая тем самым производительность плавильного агрегата. Кроме того, в процессе плавки феррованадия используют дорогостоящий рафинирующий реагент сульфид натрия.

Цель изобретения сокращение продолжительности периода плавки феррованадия с низким содержанием марганца и удешевление его производства.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения феррованадия с низким содержанием марганца, включающим восстановительные и рафинировогные периоды, выпуск феррованадия из печи и его разливку, в шихту по крайней мере одного периода плавки дополнительно подают серосодержащие соединения железа.

При этом в качестве серосодержащего соединения железа используют пиритный концентрат.

Наличие серосодержащих соединений железа в шихтовых материалах плавки феррованадия приводит к протеканию следующих химических реакций:

2[Mn]+(FeS₂)=2(MnS)+Fe (1)

[Mn]+(FeS)=(MnS)+Fe (2)

Благодаря более сильному химическому сродству марганца к сере, чем у ванадия и железа, равновесие реакций (1) и (2) в условиях выплавки феррованадия смещено в сторону образования сульфида марганца. Образующие сульфиды марганца ассоциируются шлаковой фазой и удаляются из рассматриваемой системы со сливными шлаками. Таким образом, наличие серосодержащих соединений железа в шихтовых материалах по крайней мере одного из периодов выплавки феррованадия позволяет осуществить селективную сульфидизацию марганца в системе Fe-Mn-V, что позволяет значительно увеличить количество марганца, уносимое со сливными шлаками, и не приводит к потерям ванадия.

Подача серосодержащих соединений железа непосредственно с шихтовыми материалами не вызывает увеличения продолжительности плавки феррованадия. Кроме того, стоимость пиритного концентрата меньше стоимости сульфида натрия в 30-40 раз, что позволит снизить себестоимость выплавляемого низкомарганцовистого феррованадия.

Предлагаемый способ получения низкомарганцовистого феррованадия был осуществлен в трехтонной дуговой электропечи ДСП-3А с магнезитовой футеровкой в условиях электрометаллургического отделения ферросплавного производства ОА Чусовского металлургического завода.

Сначала в печь загружают и проплавляют шихту первого восстановительного периода, в которую дополнительно добавляют пиритный концентрат. Подача пиритного концентрата осуществляется через завалочную воронку при помощи поворотного бункера в смеси с подаваемой известью. После скачивания шлака первого периода проиводят загрузку и последовательное проплавление шихты второго востановительного периода, в которую при необходимости также дополнительно подают пиритный концентрат. После проплавления шихты второго восстановительного периода скачивают сливной шлак и осуществляют загрузку шихты рафинировогного периода, в которую при необходимости подают пиритный концентрат. После проплавления шихты рафинировочного периода производят слив рафинировогного шлака, выпуск и разливку феррованадия.

Количество подаваемого в каждый период плавки пиритного концентрата определяют в зависимости от выплавляемой марки феррованадия, расхода ванадиевого конвертерного шлака и рафшлака в шихту.

Состав шихт по периодам, расход пиритного концентрата, а также результаты плавок по известному и предлагаемому способам приведены в таблице.

Как видно из таблицы, дополнительная подача пиритного концентрата в шихту по крайней мере одного периода плавки феррованадия позволяет получить низкомарганцовистые (содержащие менее 4% Mn) марки феррованадия при меньшей продолжительности плавки и более низкой себестоимости выплавляемого ферросплава.