CC BY
33
Лд UNIVERSUM:
№ 8 (89)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_август. 2021 г.
ЛЕГИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ ФЕРРОВАНАДИЕВОЙ ЛИГАТУРОЙ
Туробов Шахриддин Насритдинович
преподаватель, Навоийский государственный горный институт,
Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: www.abc91@bk.ru
Хасанов Абдурашид Салиевич
д-р техн. наук. профессор, заместитель главного инженера по науке АО АГМК, Республика Узбекистан, г. Алмалык
ALLOYING OF STEELS WITH FERROVANADIUM ALLOY
Shahriddin Turobov
Lecturer, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi
Abdurashid Khasanov
Doctor of Technical Sciences Professor, Deputy Chief Engineer for Science of JSC AGMK,
Uzbekistan, Almalyk
АННОТАЦИЯ
В работе проанализированы технологии получения ванадиевых лигатур и процессов легирования сталей и чугунов.
ABSTRACT
The paper analyzes the technologies for obtaining vanadium master alloys and alloying processes for steels and cast irons.
Ключевые слова: сталь, ванадий, шлак, пентаоксид, шихта. Keywords: steel, vanadium, slag, pentoxide, charge.
В настоящее время при производстве стали применяют следующие основные способы легирования ванадием:
• получение природнолегированной стали из ванадиевого чугуна;
• использование ванадийсодержащих сплавов;
• легирование с применением ванадиевого чугуна;
• легирование ванадием за счет восстановления его из оксидных материалов.
Исследование процессов легирования и микролегирования сталей ванадием по различным технологиям ванадийсодержащие материалы вводят в шихту, во время плавки, выпуска или внепечной обработки стали в условиях, ограничивающих окисление ванадия шлаком или газовой фазой, или, в случае использования ванадийсодержащих оксидных материалов, обеспечивающих эффективное восстановление ванадия из его оксидов. Дополнительными требованиями к материалам, использующимся при внепечной обработке стали, являются низкая температура и высокая скорость плавления, низкая
окисляемость, не приводящие к значительному снижению температуры стали в ковше тепловые эффекты растворения.
В качестве ванадийсодержащих материалов используют феррованадий, комплексные ванадийсодер-жащие ферросплавы, ванадиевый чугун, ванадиевый шлак, металлизованные ванадийсодержащие окатыши, ванадийсодержащий металлопродукт, полученный при дроблении и магнитной сепарации ванадиевого шлака, технический пентаоксид ванадия. Характеристики некоторых ванадийсодержащих продуктов приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
Технология получения природнолегированной ванадием стали исследовалась при разработке вариантов пирометаллургической переработки ванадий-содержащих титаномагнетитов. Проведенные опыты показали, что при бесфлю-совом конвертировании чугуна, полученного из титаномагнетитов, возможна выплавка стали с содержанием ванадия до 0,1% при низком содержании в металле фосфора, серы и цветных металлов.
Библиографическое описание: Туробов Ш.Н., Хасанов А.С. ЛЕГИРОВАНИЕ СТАЛЕЙ ФЕРРОВАНАДИЕВОЙ ЛИГАТУРОЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 8(89). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12189
№ 8 (89)
август, 2021 г.
Таблица 1.
Основные характеристики некоторых ванадийсодержащих материалов
Наименование Состав,% Тпл., К Плотность, кг/м
V 81 Мп
Феррованадий (ГОСТ 27130-94) РеУ40 РеУб0 РеУв0 35,0-50,0 50,0-65,0 75,0-85,0 2,0 2,0 2,0 - 1743 - 1973 6700 - 7000
Лигатуры ванадиевые (ТУ 14-141-08-91, ТУ 14-141-23-93) 5,0- 30,0 15,0-40,0 - 1673-1723 5800 - 6800
Чугун ванадиевый (ТУ 14-2Р-3 60-2002) до 1,1 0,30-0,40 0,30-0,40 1373-1533 7000-7200
Ванадийсодержащий металло продукт 3,0-5,0 менее 0,02 менее 0,04 - -
Таблица 2.
Химический состав ванадийсодержащих оксидных материалов
Наименование Составы, % Тпл.К Плотность, кг/м3
Оксиды V МпО ТЮ2 FeO общ
Металлизованные окатыши 0,65-0,85 до 0,2 до 10,0 75-90 16281703 2550-2800
Ванадиевый шлак (ТУ 14-11-178-86, ТУ 14-102-176-97) 10-30 4-12 2-12 20-40 зависит от состава 3700-3800
Пентаоксид ванадия технический (ТУ 1761001-12462473-2004) 90 - - 2,4 943 3320
При использовании для легирования феррованадия последний вводят в печь в виде кусков, в ковш-печь в виде порошковой проволоки с наполнителями или в виде кусков. Однако более целесообразно использовать его для легирования в печи, так как высокая температура плавления, большая плотность (таблица 1.2) затрудняют быстрое растворение и равномерное распределение ванадия по объему металла при легировании в ковше. Угар ванадия при
Сравнительная эффективность применения
для легирования
введении его в ковш достигает 20%. Кроме того, феррованадий в связи с много-ступенчатой технологией производства имеет высокую стоимость, до 950000 руб/т. Использование феррованадия эффективно при введении его на установке печь-ковш с проведением продувки инертным газом и последующим вакуумированием стали. При внепечной обработке стали проволокой наблюдается высокое качество металла, в состав которой входит феррованадий.
Таблица 3.
различных ванадий содержащих материалов литейных сталей
Легирующий материал Технологические потери ванадия Сравнительная стоимость легирования, в % от феррованадия Агрегат
При легировании От концентрата
Феррованадий 15 60 100 любой
Лигатуры ванадиевые 15 50 80 любой
Шлак ванадиевый 10 40 20 электродуговая печь
Чугун ванадиевый 15 30 15 электродуговая печь
Окатыши метализованные 15 15 15 электродуговая печь
№ 8 (89)
Лигатуры, содержащие наряду с ванадием другие раскисляющие и легирующие элементы (кремний, кальций, марганец), имеют пониженные по сравнению с феррованадием температуру плавления и плотность, что способствует их быстрому растворению в металле, а присутствие кремния уменьшает окисление ванадия и повышает усвоение его металлом, что позволяет успешно применять их для легирования в ковше. Однако многокомпонентные комплексные ванадийсодержащие ферросплавы (лигатуры) из-за наличия этих раскисляющих и легирующих элементов имеют пониженное содержание ванадия, то есть увеличивается расход лигатур и, соответственно, себе-стоимость стали.
Ниже приведена сравнительная оценка эффективности применения различных ванадийсодержа-щих материалов для легирования литейных сталей. Данные оценки, приведенные в таблице 1.3, близки к данным для сталей других марок (согласно результатам работ, приведенных ранее).
Из приведенных данных следует, что перспективным направлением в развитии технологии легирования стали ванадием является применение промежуточных продуктов ванадиевого передела (ванадиевый чугун, пентаоксид ванадия, ванадиевый шлак, металлизованные ванадийсодержащие окатыши, ванадийсодержащий металлопродукт).
август, 2021 г.
Ванадиевый чугун используется, в первую очередь, как составляющая шихты для выплавки стали. По данным установлена возможность применения чугуна в количестве от 10 до 15% от массы шихты. Кроме того, чугун вводят в сталеплавильный агрегат по окончании окислительных операций или в ковш, как в твердом, так и жидком виде. Необходимо отметить, что, хотя применение чугуна позволяет снизить загрязненность стали примесями цветных металлов и повысить степень сквозного извлечения ванадия, в металле повышается содержание фосфора. Использование для легирования ванадиевого чугуна рентабельно только на предприятиях, перерабатывающих титаномагнетитовое сырье с получением природнолегированного ванадием чугуна.
В настоящее время более широко применяется легирование ванадием из оксидных ванадийсодер-жащих материалов, которое заключается во введении материалов в состав шихты, во время плавки, в ковш или во время внепечной обработки стали с последующим восстановлением. В качестве восстановителей используют сплавы кремния, алюминия, кальция.
Технический пентаоксид ванадия, несмотря на его высокую стоимость, предлагалось использовать для легирования стали в составе порошковой проволоки, а также совместно с марганецсодержащим оксидным материалом. В качестве восстановителя в обоих случаях использовали алюминий.
Список литературы:
1. Пирматов Э.А., Хасанов А.С., Шодиев А.Н., Туробов Ш.Н., Хамидов С.Б. Современное оборудование, применяемое в гидрометаллургической переработке редких металлов. // UNIVERSUM: Технические науки -Москва, 2019. - №11 C. 33-39. (02.00.00; №1).
2. Шодиев А.Н., Саидахмедов А.А., Туробов Ш.Н., Хакимов К.Ж., Эшонкулов У.Х. Исследование технологии извлечения редких и благородных металлов из сбросных растворов шламового поля. // UNIVERSUM: Технические науки - Москва, 2020. - №5 C. 37-40. (02.00.00; №1).
3. Хасанов А.С., Шодиев А.Н., Туробов Ш.Н., Каршибоев Ш.Б., Рахимов К.Х., Ахматов А.А. Способы извлечения редких металлов из техногенных отходов металлургического производства. XIII International correspondence scientific specialized conference «International scientific review of the technical sciences, mathematics and computer science» BOSTON. (USA). December 29-30, 2019 г. стр. 17-23.
4. Мирзанова З.А., Муносибов Ш.М., Рахимжонов З.Б., Каримова Ш.К., Ташалиев Ф.У., Каршибоев Ш.Б., Технология переработки техногенных от-ходов содержащие цветные металлы. «Universum: технические науки» № 6-1 (87), 2021 год, стр. 59-65.
