JPS63502995A - Materials that alloy metals with vanadium - Google Patents

Materials that alloy metals with vanadium

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JPS63502995A JP61503680A JP50368086A JPS63502995A JP S63502995 A JPS63502995 A JP S63502995A JP 61503680 A JP61503680 A JP 61503680A JP 50368086 A JP50368086 A JP 50368086A JP S63502995 A JPS63502995 A JP S63502995A
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スミルノフ,レオニド アンドレーエウィッチ
シェカレフ,ユーリー ステパノウィッチ
フィリペンコフ,アナトリー アナトリエウィッチ
ツェレノフ,フイアチェスラフ ニコラエウィッチ
グバイドゥリン,イレク ナシロウィッチ
ヌトフリン,ガンバル ストフロウィッチ
リアボフ,イワン ティモフェーエウィッチ
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ウラルスキー、ナウチノ‐イスレドワーチェルスキー、インスチツート、チェルヌイフ、メタロフ“ウラルニイチェルメト”
チュソフスコイ メタルルギチェスキー ザボード
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 金属をバナジウムと合金化する材料 技術分野 本発明は第一鉄の冶金に関し、更に詳細には金属とバナジウムと合金化する材料 に関する。[Detailed description of the invention] Materials that alloy metals with vanadium Technical field The present invention relates to ferrous metallurgy, and more particularly to materials that alloy the metal with vanadium. Regarding.

背景技術 バナジウム含有製品(鋳鉄、鋼およびバナジウム含有合金)の高温冶金生産にお いては、バナジウム含有合金(ケイ素バナジウム、フェロバナジウム等)の需要 が著しく高まってきている。バナジウム合金を、中でもフェロバナジウムを合金 化する生産は限界的でかなり高価な五酸化バナジウムを必要とし、バナジウム含 有合金は主として鋳鉄および鋼をバナジウムと合金するのに用いられる。このた め、新規な合金用バナジウム含有材料の研究が行われるようになった。これに関 して、合金用バナジウム含有材料としてバナジウム鋳鉄の酸化を生じるバナジウ ムスラグを用いることが提唱されている(SU。Background technology For pyrometallurgical production of vanadium-containing products (cast iron, steel and vanadium-containing alloys) Demand for vanadium-containing alloys (silicon vanadium, ferrovanadium, etc.) is increasing significantly. Alloys of vanadium, especially ferrovanadium production requires marginal and fairly expensive vanadium pentoxide, and vanadium-containing Alloys are primarily used to alloy cast iron and steel with vanadium. others Therefore, research has begun on new vanadium-containing materials for alloys. Regarding this Vanadium, which causes the oxidation of vanadium cast iron as a vanadium-containing material for alloys, It has been proposed to use Muslag (SU.

A、196064.SU%A、358374 ; SU%A。A, 196064. SU%A, 358374; SU%A.

394437)。394437).

スラグは質量百分率で次のものを含んでいる。The slag contains the following in mass percentage:

酸化鉄 41.6 酸化ケイ素 16.4 特表昭63−502995 (2) 酸化バナジウム 15.8 酸化マンガン 9.1 酸化チタン 7.4 酸化クロム 2.8 酸化カルシウム 1.5 金属相 8〜12 不純物(MgO,A1203 、R20) 残部。Iron oxide 41.6 Silicon oxide 16.4 Special edition Showa 63-502995 (2) Vanadium oxide 15.8 Manganese oxide 9.1 Titanium oxide 7.4 Chromium oxide 2.8 Calcium oxide 1.5 Metal phase 8-12 Impurities (MgO, A1203, R20) remaining.

上記のスラグは、エヌ・ビー・レキシェフ(N、 P。The above slag is manufactured by N.B. Rekishev (N, P.

Lekishev)らの著書、「第一鉄冶金におけるバナジウム(Vanadi um in Ferrous Metallurgy)J 1983年、モスク ワ、36頁に記載されている。しかしながら、カルシウムおよびバナジウム酸化 物が高酸化度であり且つ低含量であることによって金属がバナジウムと合金する 時間が増すので、バナジウム含有生成物の調製効率は全体として低下する。Lekishev et al., “Vanadium in Ferrous Metallurgy” um in Ferrous Metallurgy) J 1983, Mosque It is described on page 36. However, calcium and vanadium oxides The metal alloys with vanadium due to its high oxidation degree and low content As time increases, the overall efficiency of preparing vanadium-containing products decreases.

同様なことは、中国とSARにおいて生産されるバナジウムスラグのバナジウム 含有材料としての使用についても言える。The same thing applies to vanadium in vanadium slag produced in China and SAR. The same can be said of its use as a containing material.

中国において生産されるバナジウムスラグは(質量百分率で)酸化バナジウム1 0〜15%、酸化鉄33〜45%、酸化チタン8〜13.5%、酸化ケイ素7. 6〜35.4%、酸化マンガン2.7〜5.7%、酸化カルシウム0.9〜1. 5%を含むが、これらのスラグはバナジウムが減少しており、付随の試薬(フラ ックスおよび還元剤)を多量に消費する(ソコロバ・ケー・エイチ(Sokol ova K、 H,) r海外におけるバナジウムの生産と消費(Produc tion and Con5uIlpt1on of VanadiumAbr oad) 、Bulleten 1nst1tuta +Chermetinf ormatsiya−1981年10月発行、3〜15頁を参照されたい)。Vanadium slag produced in China is (in mass percentage) vanadium oxide 1 0-15%, iron oxide 33-45%, titanium oxide 8-13.5%, silicon oxide 7. 6-35.4%, manganese oxide 2.7-5.7%, calcium oxide 0.9-1. 5%, but these slags are depleted in vanadium and the accompanying reagent (fluid) (Sokolova K.H.). ova K, H,) Overseas production and consumption of vanadium (Produc tion and Con5uIlpt1on of VanadiumAbr oad), Bullet 1nst1tuta +Chermetinf ormatsiya - published October 1981, pages 3-15).

SARで生産されるバナジウムスラグは(質量百分率で)酸化バナジウム27. 8%、酸化鉄22.4%、酸化カルシウム0.5%、酸化マグネシウム0.3% 、酸化ケイ素17.3%、酸化アルミニウム3.5%、炭素3.5%を含み、残 部は不純物(T i 02 、Mn 02、Cr20))であり、次のようにそ の化学組成から、これらのスラグは金属をバナジウムと合金するのに一層適して いるが、合金金属についての文献データーがないことは材料中のカルシウムおよ びマグネシウム酸化物の含量が低く、フラックスと還元剤の消費が大きくなるこ とがあることを示唆している。The vanadium slag produced in SAR contains (by mass percentage) 27. 8%, iron oxide 22.4%, calcium oxide 0.5%, magnesium oxide 0.3% , contains 17.3% silicon oxide, 3.5% aluminum oxide, 3.5% carbon, and the remainder part is impurity (Ti02, Mn02, Cr20)), and the The chemical composition of these slags makes them more suitable for alloying metals with vanadium. However, the lack of literature data on alloy metals indicates that calcium and and low magnesium oxide content, resulting in high flux and reducing agent consumption. This suggests that there is.

スラグ(バナジウム含有)成分と金属成分とから成り、これらの成分が任意の形 状をしており且つ構造が均一なスラグ−金属材料の使用は、当業界に知られてい る。It consists of a slag (containing vanadium) component and a metal component, and these components can be formed into any form. The use of slag-metallic materials having a uniform shape and structure is not known in the art. Ru.

これらの材料は下記の組成(質量百分率)を有している。These materials have the following compositions (mass percentages):

酸化鉄 5〜15 酸化ケイ素 3〜7 酸化カルシウム 2〜5 酸化バナジウム 0.3〜0.8 酸化チタン 2〜5.0 炭素 1.0〜3.0 還元性鉄 残部。Iron oxide 5-15 Silicon oxide 3-7 Calcium oxide 2-5 Vanadium oxide 0.3-0.8 Titanium oxide 2-5.0 Carbon 1.0-3.0 Reducible iron remainder.

これらの材料は、直径が5〜10+a+sの二層粒子状に作られる。粒子の表面 層はかなりの量の炭素を含み、内層には酸化物とセメントの均一溶体が満たされ ている(ソ連発明者証第926024号、C21C1106,1982年発行) 。上記合金材料は、合金工程の時間が長くなり且つバナジウム含有生成物の生産 能力が低下することにより金属中のその溶解速度が低いので不利である。These materials are made into bilayer particles with a diameter of 5 to 10+a+s. particle surface The layer contains a significant amount of carbon, and the inner layer is filled with a homogeneous solution of oxides and cement. (Soviet inventor certificate No. 926024, C21C1106, issued in 1982) . The above alloying materials require longer alloying process times and production of vanadium-containing products. Disadvantageously, its rate of dissolution in the metal is low due to its reduced capacity.

したがって、金属をバナジウムと合金するのに用いる有効なバナジウム含有材料 を見出だすという問題が起きる。Therefore, effective vanadium-containing materials used to alloy metals with vanadium The problem arises of finding out.

発明の開示 本発明の目的は、合金工程の時間を減少させ且つ特性を劣化させることなくバナ ジウム含有生成物の生産能力を向上させるような金属とバナジウムと合金させる 材料を見出すことである。Disclosure of invention The purpose of the present invention is to reduce the time of the alloying process and to reduce the alloying process without deteriorating the properties. Alloying vanadium with metals that improve the production capacity of dium-containing products It's about finding the material.

上記目的は、金属を合金するために金属成分を含有する粒子状材料であって、本 発明によれば、金属成分が下記の組成(質量百分率) 酸化ケイ素 10〜24 酸化バナジウム 14〜25 酸化マンガン 4〜14 酸化チタン 3〜1゜ 酸化クロム 1〜4 酸化カルシウムまたは酸化マグネシウム3〜5゜酸化鉄 残部 のスラグ成分からなる殻で覆われており、金属成分のスラグ成分に対する比率が (質量百分率で)金属成分 5〜95 スラグ成分 95〜5 であることを特徴とする材料を用いることを提案することによって達成される。The above purpose is to provide a particulate material containing metal components for alloying metals. According to the invention, the metal component has the following composition (mass percentage): Silicon oxide 10-24 Vanadium oxide 14-25 Manganese oxide 4-14 Titanium oxide 3~1° Chromium oxide 1-4 Calcium oxide or magnesium oxide 3-5° iron oxide balance It is covered with a shell consisting of slag components, and the ratio of metal components to slag components is (in mass percentage) Metal component 5-95 Slag component 95~5 This is achieved by proposing the use of a material characterized by:

下記の組成(!全百分率) 炭素 0. 5〜3.5 金属 0.01〜0.05 鉄 残部 (但し、金属はバナジウム、マンガン、クロムである)の金属成分を有する上記 材料を用いるのが有利である。Composition below (!total percentage) Carbon 0. 5-3.5 Metal 0.01~0.05 Iron remainder (However, the metals are vanadium, manganese, and chromium). It is advantageous to use materials.

上記材料の粒子の大きさを0. 5〜30.0+a+sの範囲内に維持するのが 好ましい。The particle size of the above material is 0. It is best to maintain it within the range of 5 to 30.0+a+s. preferable.

金属をバナジウムと合金するための提案材料は、既知の材料と比較すると下記の ような利点を有する。The proposed material for alloying metals with vanadium has the following advantages when compared to known materials: It has the following advantages.

溶解速度が高い、 金属をバナジウムと合金する時間が短い、バナジウムの金属中への抽出が高く、 金属をバナジウムと合金するための費用が少ない。High dissolution rate, The time to alloy the metal with vanadium is short, the extraction of vanadium into the metal is high, The cost of alloying the metal with vanadium is low.

提案材料の主要且つ極めて重要な利点は、それが例えば鋳鉄または鋼のような液 状金属に速やかに溶解することにある。The main and crucial advantage of the proposed material is that it is compatible with liquids such as cast iron or steel. The purpose is to quickly dissolve in metals.

液体浴の余り撹拌されていない底に浸漬される合金剤として用いられる金属材料 (フェロ合金、合金組成物)が十分な時間をかけて金属中に完全に溶解すること はなく且つ既知のスラグ−金属材料は(還元される鉄の多孔度が高度に展開して いる(50%より高い)ため)完全に金属の表面にあることとは対照的に、提案 材料は容積の80〜90%までが浸漬され、それ故、特に脱炭またはその他の金 属の表面の摂動時に循環金属流で積極的に撹拌される。この場合に、耐火性が極 めて高く且つ金属成分に強力に定着されたスラグ成分は、「カプセル化された」 金属成分が形成される炭素酸化物によって破壊さない。この様な材料の爆発的分 解によって合金材料と液状金属の相互作用の反応表面が増すので、材料の溶解速 度が著しく増加する。耐火性で化学的に安定なスラグ殻による金属成分の「カプ セル化」の積極的な効果は、主として所定の範囲の粒度内で達成される。粒子が 0.5關未満の大きさく平均直径)のときには、スラグ殻の厚さが十分でないた め上記効果は弱くなる。粒子の直径が3060關を超えるときにも、「カプセル 化」効果は低下し、これはスラグ殻の変形(乃至は分解)が大きく、金属成分か ら炭素酸化物が早期に放出されることによるものと考えられる。A metallic material used as an alloying agent immersed in the less agitated bottom of a liquid bath (ferroalloy, alloy composition) is completely dissolved in the metal over a sufficient period of time. and known slag-metal materials (the porosity of the iron being reduced is highly developed). (higher than 50%) as opposed to being completely on the metal surface. The material is immersed up to 80-90% of its volume and is therefore particularly suitable for decarburization or other Actively stirred with a circulating metal flow upon perturbation of the surface of the genus. In this case, the fire resistance is extremely The slag component, which is extremely high and strongly fixed to the metal component, is "encapsulated". The metal components are not destroyed by the carbon oxides formed. An explosion of materials like this The solution increases the reactive surface for interaction between the alloy material and the liquid metal, thus increasing the dissolution rate of the material. degree increases significantly. “Capturing” of metal components by refractory and chemically stable slag shell The positive effects of ``cellization'' are primarily achieved within a predetermined range of granularity. particles If the diameter is less than 0.5 mm (average diameter), the thickness of the slag shell is insufficient. Therefore, the above effect becomes weaker. Even when the diameter of the particles exceeds 3060 mm, the "capsule" The oxidation effect decreases, which is due to the large deformation (or decomposition) of the slag shell and the metal components. This is thought to be due to the early release of carbon oxides.

粒子からのスラグ成分の組成に入る酸化物は二重の役割を有する。一方において 、例えば鉄およびケイ素の酸化物はケイ酸成分を形成し、酸化鉄および酸化バナ ジウムの還元を促進する。他方、ケイ酸成分は酸化バナジウムおよび酸化チタン および特に鉄酸化物と共にスピネリドを形成する酸化クロムに高度に収着される ことによって強化され、同時にマンガン酸化物が存在するためケイ酸成分が金属 成分を適度に濡らすので、合金材料の安定なスラグ殻の形成が容易になる。The oxides that enter the composition of the slag component from the particles have a dual role. on the other hand , for example, oxides of iron and silicon form the silicic acid component, and iron oxide and vanadium oxide Promotes the reduction of dium. On the other hand, the silicic acid component is vanadium oxide and titanium oxide. and is highly sorbed to chromium oxide, which forms spinelides, especially with iron oxides. At the same time, due to the presence of manganese oxide, the silicate component becomes metal. Proper wetting of the components facilitates the formation of a stable slag shell of the alloy material.

提案された合金材料は、成分の濃度限界が所望範囲内である場合には、上記のよ うな積極的な効果を有する。The proposed alloy material can be used as described above if the concentration limits of the components are within the desired range. It has a very positive effect.

酸化ケイ素の含量が10%未満であり、酸化バナジウムの含量が14%未満であ るときには、スラグ殻が柔らかくなり早期に分解する。同様な現象は、酸化ケイ 素の含量が24%より高く且つ酸化バナジウムの含量が25%より高いときにも 観察される。The content of silicon oxide is less than 10% and the content of vanadium oxide is less than 14%. During this process, the slag shell becomes soft and decomposes quickly. A similar phenomenon occurs with silicon oxide. Also when the content of elemental element is higher than 24% and the content of vanadium oxide is higher than 25% be observed.

酸化マンガンの含量が上記範囲の4〜14%である時には、スラグ殻の金属成分 の完全な濡れが容易であるが、酸化マンガンの含量が4%未満または14%より 高いときには濡れがかなり少ない。スラグ殻にチタン酸化物(3〜10%)およ び酸化クロム(1〜4%)が存在すると、ケイ酸成分に溶解した錯体鉄−バナジ ウムのスピネリドが強化される。酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムが上記 の量である3〜50%であるときには、酸化鉄およびケイ酸酸化物も存在し、こ のケイ酸成分が錯体鉄−バナジウムのスビネリドに対して高い収着性を有するな らば、化学的に安定なケイ酸成分の形成が促進される。When the content of manganese oxide is 4 to 14% in the above range, the metal component of the slag shell complete wetting is easy, but the content of manganese oxide is less than 4% or more than 14% When it's high, there's a lot less wetness. Titanium oxide (3-10%) and slag shell The presence of chromium vanadium oxide (1-4%) leads to the formation of complex iron-vanadium dissolved in the silicic acid component. Umu's Spinelid is strengthened. Calcium oxide or magnesium oxide above Iron oxides and silicic acid oxides are also present in amounts of 3-50%; The silicic acid component of has a high sorption ability for the complex iron-vanadium subinelide. This promotes the formation of chemically stable silicic acid components.

提案された材料の金属とスラグ成分の比率によって、金属をバナジウムと合金す る幼牛が確定する。最少粒度(0,5〜1mm)は金属成分の増加含量に対応し C70〜95%)、大きめの粒度(20〜30龍)では合金材料が5〜20%の 金属成分を含むのが好都合である。材料の組成に入って、相互に可溶性の無機化 合物を形成する酸化物は、粒子の表面上に強力で化学的に安定なスラグ殻を生成 して、粒子の早期の分解を防止する。The ratio of metal to slag components in the proposed material allows metals to be alloyed with vanadium. A young cow is confirmed. The minimum particle size (0.5-1 mm) corresponds to an increasing content of metal components. C70-95%), and for larger grain sizes (20-30 dragons), the alloy material is 5-20% Advantageously, it includes a metallic component. Mutually soluble mineralization enters the composition of the material The compound-forming oxides create a strong and chemically stable slag shell on the surface of the particles. to prevent premature decomposition of the particles.

スラグ殻と殻に封入された金属成分とは、材料の形成過程においてこれらの二つ の成分を結合するゾーンがスラグ成分の表面層に生じることによって、強力に結 合される。この場合に、その厚さは大きく、「分離困難」である。通常はスラグ −金属材料上に形成される「焼き付け(burn−on) Jとは対照的に、こ の遷移層はケイ素と鉄の酸化物の他に多量の酸化バナジウムと酸化チタンを含み 、鉄ケイ酸塩に可溶性の層を生じる。遷移層における炭素の含量が比較的低い( 0,1〜0,5%)場合にも、スラグと金属成分の間の結合が強力になる。The slag shell and the metal components encapsulated in the shell are two components that are separated during the material formation process. The formation of a zone on the surface layer of the slag components that binds the components of the slag creates a strong bond. will be combined. In this case, the thickness is large and "difficult to separate". Usually a slag - In contrast to "burn-on" formation on metallic materials, this The transition layer contains large amounts of vanadium oxide and titanium oxide in addition to silicon and iron oxides. , giving rise to a soluble layer in the iron silicate. The content of carbon in the transition layer is relatively low ( 0.1 to 0.5%), the bond between the slag and the metal component is also strong.

粒子の内部にある炭素を溶解した金属鉄はスラグ殻によって環境から遮断されて いるので、加熱および融解時に鉄の酸化が起こらず、これによっても溶解時間が 減少する。金属鉄の濃度範囲によって、最大溶解速度が達成材料のスラグ殻は酸 化アルミニウムおよび酸化リン(総量3〜5%)を含んでいてもよく、これらは 所定の材料では不純物であり、主成分の導入に用いられる添加物と共に導入する ことができる。上記酸化物は上記の量では、材料の溶解速度に悪影響を及ぼさな い。The metallic iron with dissolved carbon inside the particles is shielded from the environment by the slag shell. This prevents oxidation of the iron during heating and melting, which also reduces the melting time. Decrease. The maximum dissolution rate is achieved through a range of concentrations of metallic iron.The slag shell of the material is May contain aluminum oxide and phosphorus oxide (total amount 3-5%), which are In a given material, it is an impurity and is introduced along with the additive used to introduce the main component. be able to. The above oxides, in the above amounts, do not adversely affect the dissolution rate of the material. stomach.

上記合金材料は下記の方法で調製される。酸素転炉において生じるバナジウムス ラグを粉砕して、大きさが 。The above alloy material is prepared by the following method. Vanadium produced in oxygen converter Crush the rug to determine its size.

0.5〜30關の部分とした後、このバナジウムスラグの磁性部分を磁性分離に よって非磁性分画から分離する。After dividing the vanadium slag into a 0.5~30° part, the magnetic part of this vanadium slag is subjected to magnetic separation. Therefore, it is separated from the non-magnetic fraction.

スラグ殻でコーティングした粒度が0. 5〜30龍の生成材料の粒子を粒度に よって分離して、鋳鉄、鋼および合金を合金するのに用いる。The particle size coated with slag shell is 0. Particle size of generation material of 5 to 30 dragons It is therefore separated and used to alloy cast irons, steels and alloys.

発明を実施するための最良の形態 イ、 バナジウム含有鋼および鋳鉄を、鋼および鋳鉄の廃棄生成物を含む装填材 料を用いて塩基性また酸性ライニングを有するアーク電気炉で融解する。合金材 料としては、下記の組成(質量百分率)すなわち酸化ケイ素15〜20、酸化バ ナジウム16〜20、酸化マンガン6〜8、酸化チタン3〜6、酸化クロム1〜 3、酸化カルシウムまたはマグネシウム25〜40および残“部が酸化鉄である バナジウムスラグ80〜95%、および下記の組成(質量百分率)すなわち炭素 0.5〜2.0、バナジウム0.01〜0.05および残部が鉄である金属成分 5〜20%を含む殻でコーティングした粒度が15〜30鰭の粒状の材料を用い る。この材料を、最終金属におけるバナジウムの最低濃度限界を満たす量の装填 材料と共に炉に入れる。装填材料を完全に融解し、石灰または酸性スラグを形成 し、金属を加熱した後、スラグをコークスとフェロシリコンを用いて脱酸素し、 次いで最終材料における平均含量について計算したのと同じ量でバナジウムを導 入することができる上記材料によって金属をバナジウムと更に合金する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION B. Vanadium-containing steel and cast iron as a loading material containing waste products of steel and cast iron. The material is melted in an electric arc furnace with a basic or acidic lining. Alloy material The material has the following composition (mass percentage): silicon oxide 15-20, barium oxide. Nadium 16-20, manganese oxide 6-8, titanium oxide 3-6, chromium oxide 1-1 3. Calcium oxide or magnesium 25-40% and the balance is iron oxide 80-95% vanadium slag, and the following composition (mass percentage): carbon 0.5-2.0, vanadium 0.01-0.05 and the balance iron. Using a granular material with a particle size of 15 to 30 fins coated with a shell containing 5 to 20% Ru. A loading of this material in an amount that meets the minimum concentration limit for vanadium in the final metal. Put it in the furnace with the ingredients. Completely melts the charging material and forms lime or acid slag After heating the metal, the slag is deoxidized using coke and ferrosilicon. Vanadium is then introduced in the same amount as calculated for the average content in the final material. The metal is further alloyed with vanadium by the materials mentioned above that can be incorporated.

強度、収率、衝撃強度、硬度、硬質性および相対的耐摩耗性のような上記材料と 合金した金属の作業特性を検討することにより、合金材料を用いることによって 、鋼および鋳鉄鋳造の信頼性および耐久性が既知の合金材料と合金した鋳造物と 比較して10〜30%向上し、且つバナジウムとの合金の経費は50〜100% 減少することが分かる。材料の合金からの金属によるバナジウムの吸収は85〜 88%である。and the above materials such as strength, yield, impact strength, hardness, rigidity and relative wear resistance. By studying the working properties of alloyed metals, by using alloy materials. , steel and cast iron castings alloyed with alloy materials known for their reliability and durability. 10-30% improvement compared to that, and the cost of alloying with vanadium is 50-100% It can be seen that this decreases. The absorption of vanadium by metals from alloys of materials is 85 ~ It is 88%.

口、 鋼または鋳鉄を、スラグ成分5〜30%と金属成分70〜95%を有する (各成分の組成は方法イに記載した組成と同じである)粒度が15〜30關の粒 状のスラグ−金属材料を用いて、同様にしてアーク電気炉で融解する。バナジウ ム(100%)を装填時にまたは酸化工程の開始時に材料と共に金属中へ導入し 、スラグを除去せずに融解を行うと、炉へ加えたバナジウムの85〜87%が金 属中へ遷移し、金属の信頼性および耐久性が20〜30%向上する。合金材料の 生産に要する費用は、既知の第二鉄合金との金属の合金に比べて50〜100% 軽減される。mouth, steel or cast iron, with a slag content of 5-30% and a metal content of 70-95% (The composition of each component is the same as the composition described in method A) Particles with a particle size of 15 to 30 A similar slag-metal material is melted in an electric arc furnace. Bananajiu (100%) is introduced into the metal along with the material during loading or at the beginning of the oxidation process. If melting is carried out without removing the slag, 85-87% of the vanadium added to the furnace will become gold. The reliability and durability of the metal improves by 20-30%. alloy material The cost of production is 50-100% compared to alloying the metal with known ferric alloys. Reduced.

ハ、 バナジウム35〜45%とケイ素1〜25%を含む合金をアーク電気炉で 融解する。五酸化バナジウム、石灰、フェロシリコンおよびアルミニウム82% を含む装填材料中に、粒度が15〜30關の粒状の合金材料を導入する。合金材 料は、下記の組成(質量百分率)すなわち酸化ケイ素14〜18、酸化バナジウ ム16〜20、酸化マンガン6〜8、酸化チタン6〜10、酸化クロム1〜3、 酸化カルシウムおよび(または)マグネシウム30〜50を有し残部が酸化鉄で あるスラグ成分70〜95%と、下記の組成(質量百分率)すなわち炭素0.5 〜1,2、バナジウム0.01〜0.05を有し残部が鉄である金属成分5〜3 0%を有する。C. An alloy containing 35-45% vanadium and 1-25% silicon in an electric arc furnace. melt. 82% vanadium pentoxide, lime, ferrosilicon and aluminum A granular alloy material with a particle size of about 15 to 30 is introduced into the charge material containing the material. Alloy material The material has the following composition (mass percentage): silicon oxide 14 to 18, vanadium oxide Mu16-20, Manganese oxide 6-8, Titanium oxide 6-10, Chromium oxide 1-3, Calcium oxide and/or magnesium 30-50% with the balance being iron oxide A certain slag component 70-95% and the following composition (mass percentage), i.e. carbon 0.5 ~1,2, metal component 5-3 having 0.01-0.05 vanadium and the balance being iron It has 0%.

提案された合金材籾殻の金属によるバナジウムの同化は95.4%である。The assimilation of vanadium by the metal of the proposed alloy rice husk is 95.4%.

本発明を更に理解するために、鋼、鋳鉄および合金をバナジウムと合金するため のバナジウム含有合金材料を用いる例による具体例を下記に示す。To further understand the invention, for alloying steel, cast iron and alloys with vanadium A specific example using a vanadium-containing alloy material will be shown below.

例1 クロムとバナジウムを含有する炭素鋼を、工業用アーク電気炉中で再融解法によ って融解した。クロム含有鋼の廃棄生成物80%と、炭素2.6%、リン0.0 4%、硫黄0.023%およびバナジウム0.06%を含み残部が鉄である炭素 半製品20%を有する装填材料を用いた。石灰5%と粉砕シャモット2〜3%を 装填材料中に導入した。この装填材料を融解した後、粒状で粒度が0.5+am の合金材料を、(質量百分率で)炭素0.57〜0.62、リン0.018〜0 .021、バナジウム0.015〜0.020を含む金属の表面に1520〜1 540℃で加えた。合金材料の金属成分は(質量百分率で)炭素2o4、バナジ ウム0.03、クロム0.03、マンガン0.04を含み残部は鉄であり、粒子 の重量の95%の量で採取されたスラグ成分は(質量百分率で)酸化ケイ素10 、酸化バナジウム25、酸化マンガン14、酸化チタン10、酸化クロム4、酸 化カルシウム3を含み、残部は酸化鉄であった。この合金材料を最終の鋼におけ る平均バナジウム含!(0,12%)となる量で導入した。浴を短時間(10〜 15分間)「過沸騰」した後、スラグをフェロシリコン(2〜5kg/1)で処 理した。バナジウムの同化は88.4%であり、調製された鋼の相対的耐摩耗性 はフェロバナジウムで合金した同じ鋼に対して]2%向上し、合金の費用は80 %だけ軽減した。Example 1 Carbon steel containing chromium and vanadium is remelted in an industrial electric arc furnace. It melted. 80% waste products of chromium-containing steel, 2.6% carbon, 0.0 phosphorus Carbon containing 4%, 0.023% sulfur and 0.06% vanadium, balance iron A charging material with 20% semi-finished products was used. 5% lime and 2-3% crushed chamotte introduced into the charge material. After melting this charge material, it is in the form of granules with a particle size of 0.5+am. The alloy material contains (in mass percentage) 0.57-0.62 carbon, 0.018-0 phosphorus .. 021, 1520-1 on the surface of metal containing vanadium 0.015-0.020 Added at 540°C. The metal components of the alloy material are (in mass percentage) carbon2o4, vanadium Containing 0.03 chromium, 0.03 chromium, and 0.04 manganese, the balance is iron, and the particles The slag component collected in an amount of 95% of the weight of (in mass percentage) silicon oxide 10 , vanadium oxide 25, manganese oxide 14, titanium oxide 10, chromium oxide 4, acid It contained 3 calcium oxides, and the remainder was iron oxide. This alloy material is used in the final steel. Average vanadium content! (0.12%). Take a bath for a short time (10~ After ``overboiling'' (for 15 minutes), the slag is treated with ferrosilicon (2-5 kg/1). I understood. The assimilation of vanadium is 88.4% and the relative wear resistance of the prepared steel compared to the same steel alloyed with ferrovanadium] and the alloy cost 80 reduced by %.

例2 クロムとバナジウムを含有する炭素鋼を、工業用アーク電気炉中で再融解法によ って融解した。クロム含有鋼の廃棄生成物70%と、炭素2,5%、リン0.0 3%、硫黄0.021%およびバナジウム0.05%を含み残部が鉄である炭素 半製品20%を有する装填材料と、鋼スクラツプ10%を含む装填材料を用いた 。石灰(4゜5%)と粉砕したシャモット(2%)も装填材料に導入した。装填 材料を融解した後、粒状で粒度が10〜20■の合金材料を、(質量百分率で) 炭素0.54、リン0.017、硫黄0.019およびバナジウム0.02を含 む金属の表面に1550℃で加えた。合金材料の金属成分は(質量百分率で)炭 素3.2、バナジウム0.03、クロム0.03、マンガン0.05を含み残部 は鉄であり、粒子重量の5%の量で採取されたスラグ成分は(質量百分率で)酸 化ケイ素18、酸化バナジウム14、酸化マンガン4、酸化チタン3、酸化クロ ム1、酸化カルシウム50を含み、残部は酸化鉄であった。この合金材料を最終 の鋼における平均バナジウム含量が0.12%となる量で使用した。浴を15〜 20分間「過沸騰」した後、スラグを磨砕したフェロシリコンで処理した。Example 2 Carbon steel containing chromium and vanadium is remelted in an industrial electric arc furnace. It melted. 70% waste products of chromium-containing steel, 2.5% carbon, 0.0 phosphorus 3%, 0.021% sulfur and 0.05% vanadium, balance iron. Using a charge with 20% semi-finished products and a charge with 10% steel scrap . Lime (4°5%) and ground chamotte (2%) were also introduced into the charge. loading After melting the material, the alloy material in granular form with a grain size of 10 to 20 μm (in mass percentage) Contains 0.54 carbon, 0.017 phosphorus, 0.019 sulfur and 0.02 vanadium. It was added to the surface of the metal at 1550°C. The metal component of the alloy material is (in mass percentage) carbon Contains 3.2 elements, 0.03 vanadium, 0.03 chromium, 0.05 manganese, and the remainder is iron, and the slag components collected in an amount of 5% of the particle weight (in mass percentage) are Silicon oxide 18, vanadium oxide 14, manganese oxide 4, titanium oxide 3, chromium oxide It contained 1% of calcium oxide, 50% of calcium oxide, and the remainder was iron oxide. This alloy material is final It was used in an amount such that the average vanadium content in the steel was 0.12%. Take a bath for 15~ After "overboiling" for 20 minutes, the slag was treated with ground ferrosilicon.

バナジウムの同化は87.2%であり、最終の鋼の相対的耐摩耗性はフェロバナ ジウムで合金した同じ鋼に対して14%向上し、合金の費用は120%軽減した 。The vanadium assimilation is 87.2% and the relative wear resistance of the final steel is ferrovanadium. 14% improvement over the same steel alloyed with dium, and alloying cost reduced by 120% .

例3 クロムとバナジウムを含有する炭素鋼を、工業用アーク電気炉中で再融解法によ って融解した。クロム含有鋼の廃棄生成物75%と、炭素2.7%、リン0.0 4%、硫黄0.020%およびバナジウム0.05%を含む炭素半製品25%を 有する装填材料を用いた。石灰(5%)と粉砕したシャモット(2,5%)を装 填材料に導入した。装填材料を融解した後、粒状で粒度が3m11の合金材料を 、(質量百分率で)炭素0.51.リン0.020、硫黄0.018およびバナ ジウム0.02を含む金属の表面に1570℃で加えた。合金材料の金属成分は (質量百分率で)炭素2.9、バナジウム0.04、クロム0.02、マンガン 0.02を含み、残部は鉄であり、粒子重量の85%の量で採取されたスラグ成 分は(質量百分率で)酸化ケイ素24、酸化バナジウム18、酸化マンガン6、 酸化チタン6、酸化クロム3、酸化カルシウム24を含み、残部は酸化鉄・であ った。この合金材料を最終の鋼における平均バナジウム含量が0.12%となる 量で使用する。浴を10〜15分間「過沸騰」シた後、スラグを磨砕したフェロ シリコンで処理した。Example 3 Carbon steel containing chromium and vanadium is remelted in an industrial electric arc furnace. It melted. 75% waste products of chromium-containing steel, 2.7% carbon, 0.0 phosphorus 4%, 25% carbon semi-finished product containing 0.020% sulfur and 0.05% vanadium. A loading material with Loaded with lime (5%) and crushed chamotte (2,5%) It was introduced into the filling material. After melting the charge material, the alloy material in granular form with a grain size of 3 m11 is , carbon (in mass percentage) 0.51. Phosphorus 0.020, Sulfur 0.018 and Banana It was added to the surface of a metal containing 0.02 dium at 1570°C. The metal components of alloy materials are (in mass percentage) 2.9 carbon, 0.04 vanadium, 0.02 chromium, manganese 0.02, the remainder is iron, and the slag composition was collected in an amount of 85% of the particle weight. (in mass percentage) 24 silicon oxides, 18 vanadium oxides, 6 manganese oxides, Contains 6 titanium oxide, 3 chromium oxide, and 24 calcium oxide, with the remainder being iron oxide. It was. The average vanadium content of this alloy material in the final steel is 0.12%. Use in quantity. After "overboiling" the bath for 10 to 15 minutes, the slag is ground into ferro. Treated with silicone.

バナジウムの同化は87%であり、最終の鋼の相対的耐摩耗性はフェロバナジウ ムで合金した同じ鋼に対して16%向上し、合金の費用は80%軽減した。The vanadium assimilation is 87% and the relative wear resistance of the final steel is ferrovanadium. 16% improvement over the same steel alloyed with aluminum, and the cost of the alloy was reduced by 80%.

例4 バナジウム0.5%と合金したロールキャスト鉄を、酸ライニングを有する誘導 炉中で融解した。装填材料は銑鉄(60%)とロールキャスト鉄スクラツプ(4 0%)から成っていた。金属を1500〜1520℃に過熱した。粒状で粒度が 10〜15關の合金材料を、バナジウムの平均含量が0.45%になるような量 で鋳鉄表面に少しずつ導入した。合金材料の鉄成分は(質量百分率で)炭素3. 1、バナジウム0.03、クロム痕跡量、マンガン痕跡量を含み、残部は酸化鉄 であり、粒子重量の90%の量で採取されたスラグ成分は(質量百分率で)酸化 ケイ素18、酸化バナジウム18、酸化マンガン6、酸化チタン6、酸化クロム 3、酸化カルシウム30を含み、残部は酸化鉄であった。Example 4 Inductive roll cast iron alloyed with 0.5% vanadium with acid lining Melted in an oven. The charging materials are pig iron (60%) and roll cast iron scrap (4 0%). The metal was heated to 1500-1520°C. Granular and grain size 10 to 15 alloy materials in an amount such that the average content of vanadium is 0.45% was introduced little by little onto the cast iron surface. The iron content of the alloy material (in mass percentage) is 3. 1. Contains 0.03% vanadium, traces of chromium, traces of manganese, the remainder is iron oxide , and the slag components collected in an amount of 90% of the particle weight are oxidized (in mass percentage) Silicon 18, Vanadium oxide 18, Manganese oxide 6, Titanium oxide 6, Chromium oxide 3. Contained 30% of calcium oxide, and the remainder was iron oxide.

フェロシリコンでスラグを脱酸素し、10分間保持した後、金属をタップした。The slag was deoxidized with ferrosilicon and held for 10 minutes before tapping the metal.

バナジウムの同化は86.2%に達し、上記材料のバナジウムと合金したロール の耐摩耗性はバナジウムと合金したロールと比較すると20%向上し、バナジウ ムと合金する費用は80%減少した。The assimilation of vanadium reached 86.2%, and the roll alloyed with vanadium of the above material The wear resistance of the roll is 20% higher than that of a roll alloyed with vanadium. The cost of alloying with aluminum has been reduced by 80%.

例5 バナジウム35〜45%とケイ素5〜25%を含む合金をアーク電気炉で融解し た。上記合金材料を(装填材料のバナジウムに関して)20%の量で、五酸化バ ナジウム、石灰、フェロシリコンおよびケイ素と共に装填材料に導入した。この 材料を炉の底に導入した後、残りの装填材料を供給した。合金材料の金属成分は く質量百分率で)炭素3.5、バナジウム0.05、クロムおよびマンガンを痕 跡量で含み、残部は鉄であり、粒子重量の50%の量で採取されるスラグ成分は (質量百分率で)酸化ケイ素14、酸化バナジウム20、酸化マンガン6、酸化 チタン4、酸化クロム3、酸化マグネシウム20、酸化カルシウム22を含み、 残部は鉄であった。Example 5 An alloy containing 35-45% vanadium and 5-25% silicon is melted in an electric arc furnace. Ta. Add the above alloying material in an amount of 20% (with respect to the vanadium charge material) to barium pentoxide. It was introduced into the charging material along with sodium, lime, ferrosilicon and silicon. this After introducing the material to the bottom of the furnace, the remaining charge material was fed. The metal components of alloy materials are traces of carbon 3.5, vanadium 0.05, chromium and manganese (in mass percentage) The slag component that is collected in an amount of 50% of the particle weight is contained in trace amounts and the remainder is iron. (in mass percentage) 14 silicon oxides, 20 vanadium oxides, 6 manganese oxides, Contains 4 titanium, 3 chromium oxide, 20 magnesium oxide, and 22 calcium oxide. The rest was iron.

材料からの金属によるバナジウムの同化は94.9%になった。バナジウムを合 金する費用は、五酸化バナジウムのみを用いる合金融解に比較して40%減少し た。The assimilation of vanadium by metal from the material amounted to 94.9%. Combining vanadium The cost of metallization is reduced by 40% compared to alloy solutions using only vanadium pentoxide. Ta.

産業上の利用可能性 本発明は鋳鉄、鋼または合金をバナジウムと合金するおよびバナジウム含有生成 物を調製する高温冶金製造に用いることができる。Industrial applicability The present invention involves alloying cast iron, steel or alloys with vanadium and producing vanadium-containing products. It can be used in pyrometallurgical manufacturing to prepare products.

国際調査報告international search report

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.金属成分を含む粒子状の金属をバナジウムと合金するための材料であって、 金属成分が下記の組成(質量百分率) 酸化ケイ素10〜24 酸化バナジウム14〜25 酸化マンガン4〜14 酸化チタン3〜10 酸化クロム1〜4 酸化カルシウムまたは酸化マグネシウム3〜50酸化鉄残部 のスラグ成分の殻で覆われており、 金属成分のスラグ成分に対する比率が(質量百分率で)金属成分5〜95 スラグ成分残部 であることを特徴とする材料。1. A material for alloying particulate metal containing a metal component with vanadium, The metal component has the following composition (mass percentage) Silicon oxide 10-24 Vanadium oxide 14-25 Manganese oxide 4-14 Titanium oxide 3-10 Chromium oxide 1-4 Calcium oxide or magnesium oxide 3-50 iron oxide balance It is covered with a shell of slag components, The ratio of the metal component to the slag component (in mass percentage) is from 5 to 95. Remaining slag component A material characterized by: 2.金属成分が下記の組成(質量百分率)すなわち炭素0.5〜3.5 金属0.01〜0.05 鉄残部 (但し、金属はバナジウム、マンガン、クロムである)を有する、請求の範囲第 1項記載の材料。2. The metal component has the following composition (mass percentage): carbon 0.5 to 3.5 Metal 0.01-0.05 iron residue (However, the metals are vanadium, manganese, and chromium.) Materials described in Section 1. 3.粒子の粒度が0.5〜30.0mmである、請求の範囲第1項および第2項 記載の材料。3. Claims 1 and 2, wherein the particle size is 0.5 to 30.0 mm. Materials listed.
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