Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Розенцвейг Я.Д. Краткий справочник ферросплавщика (для рабочих)

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

29.10.2023

Размер:

10.18 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2324 / 3524 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > Следующая >>>

П о д с ч е т			у д е л ь н о й теплоты, п р о ц е с с а
'Выделится тепла, ккал, от восстановления:
НО . до		T i ........................		100 0 ,42 -0,76 -508= 16 256
т ю :	»	П О	....................	1 0 0 - 0 , 4 2 - 0 , 1 2 - 3 6 7 =		1 835
п о :	»	Т1гОл	.................	100-0,42-0, 12-249=		1 245
Fe„63 »		F e ........................		100-0,31-1272.5	= 39 438
FeO	»	F e ........................		100-0,18-1054	= 18 972
SiOa	»	Si ........................		100-0,04-879	=	3 5 16
				И т о г о . . .	812 62 ккал
					(421	300 кдж)
Удельная теплота процесса 81 262 : 151,63 =						538. ккал/кг
(2252 кдж/кг);			с учетом	тепла, .вносимого	'подогретой до
200°С шихтой			(шихта,	напретая до '100°С,		увеличивает

удельную теплоту на 32 ккал/кг, или 134,4 кдж/кг), удель ная теплота будет равна 600 ккал/кг (2512 кдж/кг).

Оптимальная температура шихты .при работе .на одном обожженном концентрате 160—.190° С, на одном богатом (49—50% ТЮг)— 300°С. При работе на смеси 70% обож

женного н 30% богатого —200° С. Так как при применении каждой но'во-й партии концентрата обязательно проводят опытную плавиу (обычно с 400 кг концентрата), то ..можно

пользоваться упрощенным методом раочета шихты.

На 100 кг концентрата -с 42,0% ТЮ2 дается 38 кг чисто го алюминия, 8 кг извести и ферросилиция .в таком коли

честве, чтобы общее количество кремния, вносимого кон центратом, алюминием и ферросилицием, составляло 3,-5 кг.

По составу оплава			опытной плавки			корректируют		шихту
для 'промышленных плавок.
Пример. Состав шихтовых материалов: концентрат 41,5% НО..
4.0% SiO.;	алюминий		90%	А1, 2,0%	Si; ферросилиций		75%	Si.
Необходимо внести				4 1 ,5 -3 8 .0			или
Необходимо внести			алюминия ---------------		42,0	= 3/,о кг,	или
37 ,5	„				42,0
37 ,5	„	кг.
крупки------	=41,7	кг.
0 ,9	кремния
Вносится	кремния
	100 ■0,04		■0,467 + 4 I , 70 • 0,02 = 2 ,6 кг;]
необходимо	добавить		кремния
или ферросилиция			3,5	— 2 ,6 =	0 ,9	кг,
или ферросилиция			0 , 9 : 0 , 7 5 =		1,2	кг.
			0 , 9 : 0 , 7 5 =		1,2	кг.
Состав сплава опытной плавки: 27,0% Ti, 6,0% А1, 5% Si; выход
сплава из	100 кг	концентрата —70 кг.					рискуя полу
Можно довести		содержание алюминия до 6,6%, не					рискуя полу

чить сйлав с содержанием алюминия, не	соответствующим требуе
мому для сплава марки Т-нО.	алюминия
Следовательно, окончательная навеска	алюминия
37,5 + 70 • 0,006 = 37,9 кг, или	крупки 42,1 кг.

231

ВЫПЛАВКА ФЕРРОТИТАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ПЕРОВСКИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Стандартный ферротита.н можно получать, заменяя перовскнтовым концентратом от 25 до 100% рудной части ших ты, с одновременным введением в шихту от 12,5 до 50°/о железной руды (от навески концентрата). Перовскитовый концентрат должен быть нагрет до 600—700° С, чтобы обес печить температуру шихты -не «иже 300'С. Влияние коли чества перовскитового концентрата на извлечение титана показано тз табл. 125.

					Т а б л и ц а		125
Влияние количества			перовскитового		концентрата
	в	шихте на		извлечение титана
					Ш и х т а	Ш и х т а
					с 2 5 %	с 5 0 %
Н а и м е н о в а н и е				О б ы ч н а я	п е р о в с к н -	п е р о в с к н -
Н а и м е н о в а н и е				ш и х т а	т о в о г о	т о в о г о
				ш и х т а	т о в о г о	т о в о г о
					к о н ц е н	к о н ц е н
					т р а т а	т р а т а
И л ь м е н н т о в ы й к о н ц е н т р а т ,			к г	5 6 0 0	4 2 0 0	3 4 0 0
П е р о в с к и т о в ы й к о н ц е н т р а т ,			к г	—	1 4 0 0	2 2 0 0
Ж е л е з н а я р у д а , к г		.........................		4 0	4 7 0	9 0 0
И з в е с т ь , к	г .............................................			4 8 0		___
С р е д н е е с о д е р ж а н и е , % :
Т Ю . в к о н ц е н т р а т е . . . .				4 3 , 8 0	4 4 , 1 8	4 5 , 1 9
F e в ш и х т е ...................................				2 4 , 0 4	2 2 , 7 3	2 1 , 8 6
С а О в ш и х т е ...................................				4 , 7 7	5 , 4 2	8 , 0 2
И з в л е ч е н и е т и т а н а , % ....................				71 , 3 0	7 7 , 2 4	7 5 , 8 3
С о д е р ж а н и е	т и т а н а	в с п л а
в е . % .................................................................				2 7 , 1	2 9 , 4 3	2 9 , 6

Наиболее экономичной я:вляетс.я замена 25% нльманитового концентрата. Извлечение титана возрастает до 77%, расход алюминиевой крупки снижается до 459 кг/т. Сред нее содержание титана в сплаве повышается с 27,5 до 29,4%, что способствует большему выходу высшего сорта (ТиО). Расход извести уменьшается со 100 до 12 кг/т сплава.

Общее снижение себестоимости достигает 3 руб(т спла

ва. Оплав при этом содержит 0,5—0,9% Nb.

В дуговой печи из отеровскитового концентрата можно получать ферротитан с 38—45% Ti при извлечении 68— ' 70% (с применением осаднтеля).

232

ФЕРРОВАНАДИЙ

					50,942
ВАНАДИЙ				ВАН АД И ЙV

Ванадий — элемент		V группы		периодической системы.
Обозначение V; порядковый			номер 23; атомная масса
50,942. Содержание в земной коре 0,015%.					минералогом
Ванадий открыт в		1801 г.	мексиканским
Дель-Рио	(в свинцовой руде)		и вновь в 1830 г. шведским
химиком	Сефстремом.	Название		элемента	происходит от

имени древнескандинавской богини любви Ванадис.

В свободном состоянии ванадий впервые был выделен английским химиком Роско.

Ванадий широко применяют при производстве различ ный специальных сталей как раскислитель и легирующий элемент (обычно совместно с другими лепирующими элемен тами— никелем, хромом, молибденом, вольфрамом и д.р.).' При добавке ванадия повышается прочность и улучшаются пластические свойства стали, а также увеличивается сопро тивление ее истиранию и ударным нагрузкам.

Ванадиевые стали широко применяются в машинострое нии.

Ванадий входит в состав легированный ч-утунов. Соединения ванадия используются в химической про

мышленности,' медицине, фотографии, текстильной и лако красочной промышленности, стекольном производстве.

233

Ф И ЗИ КО -ХИМ ИЧЕСКИ Е
СВОЙСТВА ВАНАДИЯ
П л о т н о с т ь в а н а д и я :
т в е р д о г о ................................................................................	6 , 0 0
ж и д к о г о ................................................................................	5 , 4 3
Т е м п е р а т у р а :
п л а в л е н и я , ° С .................................................................	1 9 1 2
т о ж е , ° К ...........................................................................	2 1 8 5
к и п е н и я , ° С ......................................................................	3 3 5 2
т о ж е , ° К ................................................................................	3 6 2 5
Т е п л о т а п л а в л е н и я , к к с м / к м о л ь ...................................	4 1 8 5
Т о ж е , к д ж / к м о л ь . . . . { .................................................	I 7 5 2 2
У д е л ь н а я т е п л о е м к о с т ь п р и 2 5 ° С , к к с и / г р а д .	. 0 , 1 1 6 - 1 0
Т о ж е , к д ж / г р а д ...........................................................................	0 . 4 8 6 - 1 0
В а л е н т н о с т ь .........................................................................................	2 — 5

МИНЕРАЛЫ ВАНАДИЯ

Наиболее распространенные рудные минералы ванадия приведены в табл. 126.

Рудные минералы ванадия

Н а з в а н и е и ф о р м у л а

Ро с к о э л н т ( в а н а д и е в а я

сл ю д а )

2 ( А 1 , V ) „ C V ( M g , F e ) O X

ХК 20 -~ 12 S i 0 2- 4 H eO

Да н а д и н н т

P b s( V O , ) 3Cl

П а т р о н и т

V =S X

К а р н о т и т ( у р а н о в а н а д а т ) K . U » ( V O J flO r 3 H o O

М о т т р о м н т

2 ( C u , P b ) O H V 0 4

Д е к л у а з н т

4 ( P b , Z n ) 0 V , 0 2 H 20

Ок р а с к а

Те м н о - б у р а я , з е л е и о - б у р а я

6 т к р а с н о й д о ж е л т о й

—

Ж е л т а я

—

Т е м н о - б у р а я

П л о т н о с т ь

2, 9

Ок о л о

2 , 0

4, 5

5, 9

Т а б л и ц а		126
с т ь с у	С о д е р ж а
д о о о	н и е
е р М	в а н а д и я
в о	%
Т п

1 I
4	Д о	16
3	1 0 , 9

—1 9 - 2 4

4	О к о л о	I 0
3	9 , 5 - 1	0
3 , 5	1 2 , 5

. 'В ка1питалист1ичеа1шх странах наиболее крупные место

рождения ванадиевых руд находятся в Перу, Северной Ро дезии, Юго-Зададной Африке и Мексике.

В СССР основным .источником .ванадия являются желез ные титаномагнетитовые руды.

234

ВАЖ НЕЙШ ИЕ

СОЕДИНЕНИ Я ВАНАДИЯ

Некоторые соединения ванадия и их свойства приведены в табл. 127.

				Т	а б л и ц а	127
	Свойства	некоторых соединений		ванадия
	Т е м п е р а т у р а п л а в л е н и я		Т е п л о т а о б р а з о в а н и я
С о е д и	Т е м п е р а т у р а п л а в л е н и я			Л Н 2 9 8 ° К
С о е д и
н е н и е
н е н и е
	° c	°IC	к к а л / к м о л ь		к д ж / к м о л ь
F e V	1 4 4 0	1 7 1 3
V O	1 3 7 0	2 2 4 3	— 1 0 0 0 0 0		— 4 1 Л 6 8 0
V-Оз	1 9 6 7	2 2 4 0	— 2 9 6 0 0 0		— 1 2 3 9 2 9 0
V „ 0 4	1 5 4 5	1 8 1 8	— 3 4 2 0 0 0		— 1 4 3 1 8 8 0
v „ o 5	6 7 5	9 4 8	— 3 7 3 0 0 0		— 1 5 6 1 6 7 0
V S i ,	1 6 5 4	1 9 2 7	—		___
V aS l	2 0 6 0	2 3 3 3	___		___
V . S i	2 2 0 0	2 4 7 3	—		___
V C	2 4 0 0 — 2 8 0 0	2 6 7 3 — 3 0 7 3	— 2 0 - 0 0 0		— 8 3 7 4 0
v . c			— 1 9	0 0 0	— 7 9	550 .

СОРТАМЕНТ ФЕРРОВАНАДИЯ

В табл. 128 приведен сортамент феррованадия (по ГОСТ

4760—49).

					Т	а б л и ц а	128
			Феррованадий
			Х и м и ч е с к и й с о с т а в , %
М а р к а	V	С	Si	Р	S	А1	A s
	н е м е н е е			н е б о л е е
				н е б о л е е
В д 1	3 5	0 , 7 5	2 , 6 0	0 , 10	0 , 10	1 . 0	0 , 0 5
В д 2	3 5	0 . 7 5	3 , 0 0	0 , 2 0	0 , 1 0	1 , 5	0 , 0 5
В д З	3 5	1 , 0 0	3 , 5 0	0 , 2 5	0 . 1 5	2 , 0	0 , 0 5

Феррованадий поставляется упакованным в тару в кус ках весом не более 5 кг.

235

СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ

■Состав железных руд,				содержащих		ванадий,		приведен
в табл. 129.						Т а б л и ц а			129
						Т а б л и ц а			129
Химический состав ванадийсодержащих руд,							%
Месторождение		F e s0 3		F e O	v 2o 3	T i O .	S i O a	C r a0 5
Кусннское .................		3 4 - 3 8	2 8 - 3 1 0 , 6 3 - 0 , 6 8			13 -1 -1	4 - 1 0	0 , 5 - 0 , 7
Первоуральское . . .		3 2 - 3 6	2	1 - 2 3	0 , 5 - 0 , 6	4	1 2 - 1 6	0 ,	1- 0 , 2
Керченское ................		F e		—	V	—	14		—
Керченское ................		3 8		—	0 , 0 7 - 0 , 0 8	—	14		—
					Продолжение табл.				129
Месторожденне ai2o 3		МпО		СаО	MgO	Р			S
Кусннское . .	4-8	0,2-0,3		2-3	4-5	0,01-0,02		0, I
Первоураль	10-12	0 ,2 -0,3		5-7 6,5-7,5		0,01-0,02 0,04 -0 .08
ское . . .	10-12	0 ,2 -0,3		5-7 6,5-7,5		0,01-0,02 0,04 -0 .08
Керченское . .	8	5		—	0,4	1,0		0,2
■Из-за очень низкого содержания ванадия в руде полу
чать феррованадий непосредственно из						руд	невозможно.

Поэтому руду подвергают химико-металлургической пере

работке и.получают		пятиокись ванадия	(V2 O5 ),	которую и
используют при выплавке феррованадия.
Пятиокись ванадия имеет следующий примерный хими
ческий состав:	85%	V2O5, 2% S i02, 6%	Fe20 3,	1% Сг20 3,
1% А120 3, 1,5% МпО,		1% СаО, 0,7% MgO, 0,07%		Р, 0,1% S,
остальное Na20	+ К20.

Данные о восстановителе (75%-ном ферросилиции) и извести приведены в разделе «Фарротитан».

ПРОИЗВОДСТВО

ФЕРРОВАНАДИЯ

Схема производства феррованадия приведена па рис. 57.

Феррованадий получают путем восстановления окислов ванадия кремнием или алюминием.

Шихтой для производства феррованадия силикотермичесжим способом служат пятиокись ванадия, 75%-ный фер

236

росилиций, обрезки .мягкого железа и известь (мягкое же лезо вводят для того, чтобы получить оплав с 'требуемым содержанием ванадия).

Восстановление п-ятиокиси ванадия кремнием идет по

реакции	4
2	4
— V ,0 5 + Si + 2СаО =	— V + 2Ca0-Si02.
5	о

Р н с , 57. С х е м а п р о и з в о д с т в а ф е р р о в а н а д и я

Известь вводят для того, чтобы воспрепятствовать об разованию силикатов ванадия, затрудняющих процесс вос становления. Так как восстановление V2O5 кремнием тре

бует высоких температур, процесс ведут в дуговой печи сталеплавильного типа емкостью 3—5 т с магнезитовой фу

теровкой. Плавка .проводится при вторичном напряжении 210—220 в (мощность трансформатора 1500 ква). Процесс

выпла.вки феррованадия состоит из двух периодов— 'вос становления и 'ра.фини.ро’вжи.

237

В 'Первый период в хорошо разогретую течь запружают необходимое количество железных обрезков, затем печь включают и по море расплавления железа вводят в нее омесь пятиокиси ванадия, извести и ферросилиция (ферро силиций вводят в избыточном количестве).

По расплавлении всей шихты делают выдержку, во вре мя которой практически весь ванадий восстанавливается и переходит в сплав (для более полного восстановления ва надия из шлака в печь дают небольшое количество алю миния); затем из печи сливают шлак (содержание V20 5 в шлаке должно быть не более 0,5%). Получившийся сплав содержит до 15% Si.

После слива шлака начинают рафнннроику металла от кремния, для чего в печь загружают пятиокись ванадия и известь. В результате взаимодействия пятпокисн ванадия с кремнием ванадий переходит в оплав, а кремний — в шлак. Затем берут пробу, по излому которой определяют содер жание кремния в сплаве. При низком содержании кремния в изломе не видно блестящих маслянистых кристаллов.

Конечный шлак, содержащий 6— 12% V20 5, добавляют в печь в восстановительный период следующей плавки.

Феррованадий разливают в вертикальные изложницы. После остывания сплав дробят и упаковывают в ящики или

•металлические барабаны. Отсевы, образующиеся при раз делке и упаковке феррованадия, возвращают на переплав.

Примерный расход шихтовых материалов на 1 т 40%- ного феррованадия, выплавленного в электропечи, кг:

Плавленая пятиокись ванадия . . . .	S00
Ферросилиций 75%-ный	‘100
Железные о б р е зк и .................................	370
И звесть........................................ ...	1300
Алюминий (вторичный) ......................	90
Графнтнрованные электроды ...............	30

Расход электроэнергии составляет примерно 1500 квт-ч.

Извлечение ванадия в электропечи 98—99%, сквозное из влечение ванадия'из руд — около 55%.

РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОВАНАДИЯ

Условия расчета

Состав сплава: 40% V, 2,0% Si, 55% Fe (3% остальное).

Состав плавленой пятпокисн: 90% VjOs, 4% резОз. Состав ферросилиция: 75% Si, 24% Fe.

Содержание алюминия в алюминиевой крупке 95%, содержание

пятпокисн ванадия	в рафинировочном шлаке 10%, содержание Fe
в железной обрезн	99%.

238

Переход ванадия в сплав 98%, железа 100%.
Угар алюминия и кремния 10%.
Избыток кремния при восстановлении 20%.
Избыток			пятиокнси		ванадия	при рафинировании сплава 30%.
Расчет		ведется		на	100 кг	VjOj.	в виде пятиокнси ванадия.
10% V2Os			вносим в виде шлака, 90%				в виде пятиокнси ванадия.
Необходимо				10			90	кг	плавленой
Необходимо			зад ать ------ *= 100 кг			шлака и ----- --- 100		кг	плавленой
пятиокнси		ванадия.		0,	10		0,9
пятиокнси		ванадия.			кислорода:
Необходимо отнять					кислорода:
при	восстановлении			V2O5 до V
					80		8 0	кг\
		10 ■О, 98 ----------- 1- 90 ■0,98					■— — = 43,1	кг\
				182			182
при	восстановлении Fe.Oa до Fe
				90 ■0.04 ■— =			1, 1 кг.
					160
Всего 43,1 + 1.1 =				44,2 кг кислорода,			90% — кремнием.		Необходи
10% кислорода связываем алюминием,							90% — кремнием.		Необходи
мо, с учетом			10% избытка алюминия
			44, 2 •		0, 1 . 1, 1	• —	= 5,46 кг,
						48
или	алюминиевой крупки

0,95

Необходимо кремния с учетом 30% избытка (10% угар, 20% переход в сплав)

28 4 4 , 2 • 0 , 9 1 ,3 - -----— 45,2 кг,

или ферросилиция

45,2

60,3 кг.

0,7 5

Восстановится ванадия

100 • О, 9S •

= 54 ,9 кг.

132

Получено сплава с 40% V:

54,9

137 кг.

0,4

239

сплапе

содержится

кремния

137

0,02 =

2 ,7

кг;

перешло

сплав

45 ,2

■0 ,2

=• 9

кг.

Необходимо

окислить

9 — 2 ,7 =

G , 3 кг Si

по

реакции

5Si +

2V ,0, =

4V +

5SiO,.

для

чего

необходимо

плавлено]'!

пятнокпсн

ванадия

6 ,3

■2

•

182

. . . .

кг;

--------------------- = 1 6 .0

14 0 •

0 ,9

учетом

30%

избытка

1 6 ,0 -

1,3 =

кг.

Перейдет

сплав

ванадия

21 •

0 ,9

•

102

кг.

-------= 10, 6

182

Всего

перейдет

в сплав

10,6

54,9

65,5

кг

ванадия.

Будет

получено сплава с

40%

65,5 - =

163 кг.

0,4

сплаве

содержится

железа

163 ■0,55 = 90 кг.

Восстановится железа

из

плавленой пятиокнсн ванадия

1 11 •

0,04

• -LUL =

3,1

кг;

160

перейдет

из

ферросилиция

Всего

60,3 • 0,24 = 14,5 кг.

3,1

+ 1 4 ,5 =

17,6 кг.

240

<<< < Предыдущая 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 2324 / 3524 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ