Исследование и разработка технологических вариантов использования ванадийсодержащих отходов при получении легированных железоуглеродистых сплавов

Abstract

Объектом исследования являются ванадийсодержащие отходы в виде шлакометаллической фракции, шламов теплоцентрали и отходов дробеочистки поверхности нагрева котлов ТЭЦ. Целью работы является разработка технологических вариантов использования ванадийсодержащих отходов в литейном производстве и металлургии; выявить источники ванадийсодержащих отходов и разработать технологические принципы их переработки в легирующие присадки для железоуглеродистых сплавов. В ходе выполнения работы проведён анализ существующих технологий переработки ванадийсодержащих отходов; изучен фракционный и химический состав шлакометаллической фракции и отходов дробеочистки поверхности нагрева котлов; проведен термодинамический анализ восстановительных процессов; разработана методика обогащения ванадийсодержащих отходов. Разработан наиболее оптимальный вариант обогащения отходов, позволяющий их использование в составах легирующих присадок для железоуглеродистых сплавов. В лабораторных условиях отработаны технологические режимы обогащения ванадийсодержащих отходов, разработаны варианты легирования чугуна и стали ванадием на их основе. Изготовлены опытные образцы легирующих присадок и проведены их лабораторные испытания. Методы исследований: термодинамические расчеты процесса восстановления ванадия, обогащение ванадийсодержащих отходов, плавка литейных сплавов в индукциннных печах, химический и металлографический анализы легированных литейных сплавов. Новизна полученных результатов: в основу технологии положен процесс обогащения отходов, последующей сепарации с целью разделения металлической и шлаковой частей. Подобраны составы экзотермических брикетов, обеспечивающие эффективный процесс восстановления ванадия при контакте с высокотемпературной поверхностью жидкого чугуна.