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
6.