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含钒铁水的冶炼

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-07-02 15:04   点击:114  编辑:admin   手机版

一、含钒铁水的冶炼

主要是降低成本

在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量,在炼钢的最后阶段必须进行脱氧,硅和氧之间的化学亲和力很大,因而硅铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。

在钢中添加一定数量的硅,能显著的提高钢的强度、硬度和弹性,因而在冶炼结构钢(含硅0.40-1.75%)、工具钢(含SiO.30-1.8%)、弹簧钢(含SiO.40-2.8%)和变压器用硅钢(含硅2.81-4.8%)时,也把硅铁作为合金剂使用。  

 此外,在炼钢工业中,利用硅铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。  

 (2)在铸铁工业中用作孕育剂和球化剂。铸铁是现代工业中一种重要的金属材料,它比钢便宜,容易熔化冶炼,具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。特别是球墨铸铁,其机械性能达到或接近钢的机械性能。在铸铁中加入一定量的硅铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化,因而在球墨铸铁生产中,硅铁是一种重要的孕育剂(帮助析出石墨)和球化剂。  

 (3)铁合金生产中用作还原剂。不仅硅与氧之间化学亲和力很大,而且高硅硅铁的含碳量很低。因此高硅硅铁(或硅质合金)是铁合金工业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。

  (4)75#硅铁在皮江法炼镁中常用于金属镁的高温冶炼过程中,将CaO.MgO中的镁置换出来,每生产一吨金属镁就要消耗1.2吨左右的硅铁,对金属镁生产起着很大的作用。  

 (5)在其他方面的用途。磨细或雾化处理过的硅铁粉,在选矿工业中可作为悬浮相。在焊条制造业中可作为焊条的涂料。高硅硅铁在化学工业中可用于制造硅酮等产品。  

 在这些硅铁 用途中,炼钢工业、铸造工业和铁合金工业是硅铁的最大用户。它们共消耗约90%以上的硅铁。在各种不同牌号的硅铁中,目前应用最广的是75%硅铁。在炼钢工业中,每生产1t钢大约消耗3-5kg75%硅铁。 

金属钒制取和用途

钒铁主要用于冶炼合金结构钢、弹簧钢、模具钢、高速工具钢等。钒铁的熔点随含钒量的增加而升高,V质量分数30%~45%的钒铁熔点约为1450-1600℃,V质量分数80%-85%时约为1680-1800℃。因此,选用钒铁时应考虑其熔化速度。在钒铁加入量少的情况下,尽量选用低钒级钒铁。

钒铁冶炼方法电硅热法,片状五氧化二钒用75%硅铁和少量铝作还原剂,在碱性电弧炉中,经还原、精炼两个阶段炼得合格产品。还原期将一炉的全部还原剂与占总量60~70%的片状五氧化二钒装入电炉,在高氧化钙炉渣下,进行硅热还原。当渣中V2O5小于0.35%时,放出炉渣(称为贫渣,可弃去或作建筑材料用),转入精炼期。

此时,再加入片状五氧化二钒和石灰,以脱除合金液中过剩的硅、铝等,俟合金成分达到要求,即可出渣出铁合金。精炼后期放出的炉渣称为富渣(含V2O5达8~12%),在下一炉开始加料时,返回利用。合金液一般铸成圆柱形锭,经冷却、脱模、破碎和清渣后即为成品。此法一般用于含钒40~60%的钒铁冶炼。钒的回收率可达98%。炼制每吨钒铁耗电1600千瓦•时左右。

二、含钒铁水

用铝作还原剂生产金属铬,称为铝热法。 该化学方程式如下: 2Al+Cr2O3=====Al2O3+2Cr 条件:高温

用硅作还原剂还原V2O3冶炼钒,称为硅热法。 该化学方程式为如下: 2V2O3+3Si=====3SiO2+4V 条件:高温

三、铁水提钒工艺流程

钒渣为黑色

钒渣,是指对含钒铁水在提钒过程中经氧化吹炼得到的或含钒铁精矿经湿法提钒所得到的含氧化钒的渣子。它是冶炼和制取钒合金和金属钒的原料。

钒渣的质量概念包括结晶组织、化学成分、渣中钒和金属铁的含量,钒渣的结构受钒渣与半钢分离后的结晶和矿化时间所制约。

四、铁水中的钒的含量一般为多少

2.11%-6.69% 

含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为2.5%~3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在,有时也以渗碳体形态存在。除碳外,铸铁中还含有1%~3%的硅,以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。铸铁可分为:

①灰口铸铁。含碳量较高(2.7%~4.0%),碳主要以片状石墨形态存在,断口呈灰色,简称灰铁。熔点低(1145~1250℃),凝固时收缩量小,抗压强度和硬度接近碳素钢,减震性好。由于片状石墨存在,故耐磨性好。铸造性能和切削加工较好。用于制造机床床身、汽缸、箱体等结构件。其牌号以“HT”后面附两组数字。例如:HT20-40(第一数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低抗弯强度)。

②白口铸铁。碳、硅含量较低,碳主要以渗碳体形态存在,断口呈银白色。凝固时收缩大,易产生缩孔、裂纹。硬度高,脆性大,不能承受冲击载荷。多用作可锻铸铁的坯件和制作耐磨损的零部件。

③可锻铸铁。由白口铸铁退火处理后获得,石墨呈团絮状分布,简称韧铁。其组织性能均匀,耐磨损,有良好的塑性和韧性。用于制造形状复杂、能承受强动载荷的零件。

④球墨铸铁。将灰口铸铁铁水经球化处理后获得,析出的石墨呈球状,简称球铁。碳全部或大部分以自由状态的球状石墨存在,断口成银灰色。比普通灰口铸铁有较高强度、较好韧性和塑性。其牌号以“QT”后面附两组数字表示,例如:QT45-5(第一组数字表示最低抗拉强度,第二组数字表示最低延伸率)。用于制造内燃机、汽车零部件及农机具等。

五、铁水提钒工艺原理

铁(fe)的熔点为1535度,铁水是液态铁的俗称,它的成分是单质铁,为纯净物,是液态的铁,是一种 吸热快散热慢的物质。

铁水预处理是指将铁水兑人炼钢炉之前脱除杂质元素或回收有价值元素的一种铁水处理工艺,包括铁水脱硅、脱硫、脱磷(俗称“三脱”),以及铁水提钒、提铌、提钨等。

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