2.6. Основы технологии получения феррованадия

Ванадий, открытый как элемент в 1831 г., начали использовать примерно с начала XX в. для легирова­ния конструкционных, быстрорежущих и других сталей.

Для легирования используют феррованадий — сплав на железной основе с 35…45 % ванадия. Феррованадий имеет более низкую температуру плавления, чем вана­дий (1735 °С), стоимость легирования ниже, чем при применении чистого ванадия.

Основной сырой материал — железные руды, содер­жащие 0,3…0,5 % в виде трехокиси V₂O₃. Подготовка руды к плавке состоит в ее обогащении; железо-вана­диевый концентрат окусковывают (агломерация, окаты­ши). Из агломерата выплавляют чугун, содержащий 0,4...0,6 % , и продувают его в конвекторе; железоуглеродистый сплав перерабатывают в сталь. Ванадий переходит в шлак в виде FeO  V₂O₅.

Конверторный шлак (7…10 % V) с добавкой соды Na₂CO₃ подвергают окислительному обжигу в трубча­тых вращающихся печах для образования водораство­римого ванадита натрия Na₂O  V₂O₅. Спек выщелачива­ют водой и затем раствором серной кислоты; раствор фильтруют и выделяют осадок. Просушенный осадок плавят в пламенной печи, получая техническую пяти-окись ванадия (80…95 %V₂O₅).

Феррованадий выплавляют в электродуговой печи; шихта состоит из пятиокиси ванадия (30 %), извести (50 %), ферросилиция (75 %), алюминия и других ма­териалов. Выплавленный феррованадий содержит 35… 45 % ванадия, шлак с 10…15 % V₂O₅ используют как шихтовой материал при плавке. Извлечение ванадия из руды составляет 60…65 %.

Контрольные вопросы

1. Назовите исходные материалы для производства чугуна, стали, цветных металлов.

2. Назовите основные операции подготовки руд к плавке.

3. Назовите основные металлургические процессы доменного производства.

4. Возможно ли удаление серы и фосфора при выплавке чугуна в домнах?

5. Сформулируйте принципиальную сущность процессов при получении стали из чугуна.

6. Назовите этапы плавки стали и основные процессы в каждом из них.

7. На каком из этапов выплавки стали производят легирование?

8. Назовите этапы процессов плавки в основных мартеновских печах, в конвертерах, в электропечах.

9. Вспомните основные различия в качестве сталей, выплавленных в конвертерах, мартеновских печах, в электропечах - дуговых и индукционных.

10. Назовите способы разливки стали; определите их преимущества и недостатки.

11. Назовите основные отличия в кристаллизации и в строении слитков спокойной, кипящей и полуспокойной стали.

12. Назовите принципиальную сущность и назначение основных способов повышения качества выплавляемой стали.

13. Перечислите основные способы и исходные материалы, используемые при производстве меди, алюминия, магния, титана.

Список литературы

1. Технология конструкционных материалов: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов /А. М. Дальский, Т. М. Барсукова и др.; Под редакцией А. М. Дальского. – М.: Машиностроение, 2004. – 512 с.

2. Борисоглебский Ю. В., Ветюков М. М. Металлургия цветных металлов: Учебное пособие. – Л., изд. ЛПИ, 1986. – 88 с.

3. Технология конструкционных материалов / А. М. Дальский, Н. П. Дубинин, И. А. Арутюнова, Т. М. Барсукова и др.; Под редакцией А. М. Дальского, Н. П. Дубинина. – М.: Машиностроение, 1977. – 664 с.

4. Технология металлов. Кнорозов Б. В., Усова Л. Ф. , Третьяков А. В. И др. – М.: Металлургия, 1979. – 904 с.

5. Солнцев