RS66603B1 - Legure ferosilicijum vanadijuma i/ili niobijuma, proizvodnja legura ferosilicijum vanadijuma i/ili niobijuma, i njihova upotreba - Google Patents

Description

Opis

Tehničko polje

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na leguru ferosilicijum vanadijuma i/ili niobijuma, postupak proizvodnje legure ferosilicijum vanadijuma i/ili niobijuma i upotrebu takve legure. Tačnije, pronalazak se odnosi na leguru ferosilicijum vanadijuma i/ili niobijuma posebno pogodnu kao aditiv u proizvodnji livenog gvožđa.

Pozadina stanja tehnike

[0002] Metali vanadijum i niobijum su poznati kao aditivi za poboljšanje kvaliteta livenog gvožđa, kao što su veća čvrstoća, povećana kaljivost i veća otpornost na habanje kroz taloženje karbida i nitrida u mikronima i nano-veličinama, raspoređenim u strukturi nakon očvršćavanja. Efekat se naziva jačanje taloga; uporedno, pregledni članak od J.V. Dawson, UK International Exchange Paper, 1982. Ove male čestice će doprineti takozvanom pričvršćivanju dislokacija, metalurškom fenomenu koji dodaje snagu materijalu kada se optereti do popuštanja. Mikroskopske čestice karbida dispergovane u čvrstim metalima često formiraju koherentnost sa strukturom metalne matrice, uvodeći tako naprezanje rešetke u materijal. Deformacija rešetke i pričvršćivanje dislokacija su fenomeni koji doprinose postizanju željenih efekata jačanja. Vanadijum i/ili niobijum je takođe promoter perlita u livenom gvožđu.

[0003] Vanadijum se konvencionalno dodaje rastopljenom gvožđu u obliku legure ferovanadijuma, najčešći je FeV80 (80% vanadijuma), ali se mogu koristiti i drugi razredi poput FeV60 (60% vanadijuma) ili FeV50. Pored gvožđa i vanadijuma, legure ferovanadijuma obično sadrže male količine silicijuma, aluminijuma, ugljenika, sumpora, fosfora, arsena, bakra, mangana, titanijuma, hroma i drugih nečistoća.

[0004] Niobijum se uobičajeno dodaje rastopljenom gvožđu u obliku legure feroniobijuma, u različitim razredima sa opsegom sadržaja niobijuma od 60-70%. Feroniobijum se proizvodi aluminotermički od niobijum pentoksida (NbzOs) i oksida gvožđa, koji se koristi kakav jeste ili se prečišćava topljenjem elektronskim snopom. U zavisnosti od kvaliteta, feroniobijum sadrži do 3% silicijuma i 2,5% aluminijuma, kao i manje količine ugljenika, sumpora, fosfora, mangana, titanijuma itd.

[0005] Konvencionalni načini za proizvodnju legura ferovanadijuma i legura feroniobijuma su redukcija silicijuma i redukcija aluminijuma. U oba postupka redukcija se vrši u peći, gde se vanadijum oksid ili niobijum oksid redukuje bilo reakcijom sa silicijumom ili sa aluminijumom. Navedeni proizvodni postupci imaju nedostatke visoke potrošnje energije za odvijanje reakcije i relativno niskog prinosa vanadijuma ili prinosa niobijuma jer značajna količina vanadijum oksida ili niobijum oksida završava u šljaci tokom obrade. Ferovanadijum i feroniobijum (temperature čvrstih delova su 1677°C i 1503°C za FeV80 i FeNb66, respektivno) imaju relativno visoku temperaturu topljenja. Shodno tome, legure se ne tope i moraju se rastvoriti. Vremena rastvaranja kada se dodaju u rastop gvožđa su duga, što ograničava dodavanje ovih legura na dodavanje u zagrejanim pećima i može dovesti do dragocene jedinice vanadijuma ili jedinice niobijuma koja ide u šljaku, posebno kada se koriste manje veličine čestica, umesto gvožđa, čime se smanjuje oporavak i čini ga nestabilnim. Pored toga, rastop gvožđa treba da se pregreje da bi se osiguralo da se legura rastvara, ili da se zadrži duže u peći pre nego što se toči što smanjuje efikasnost proizvodnje livenog gvožđa. Dodatni nedostatak su visoke gustine FeV80 i posebno FeNb65. FeNb65 pada na dno peći, što može dovesti do segregacije niobijuma ako se rastop ne meša dovoljno.

[0006] CN 101078 083 A obelodanjuje sredstvo za puzanje za liveno gvožđe, koje sadrži 2-8 mas.% Mg, 2-8 mas.% RE, 2-5 mas.% Ti, 2-5 mas.% Ca, 1-4 mas.% Ba, 0,5-3 mas.% Nb, 0.5-3 mas.% V, 1-3 mas.% Al, 35-50 mas.% Si, balansiranog Fe.

[0007] CN 106399 637 A odnosi se na kompozitnu žicu sa jezgrom, koja sadrži 10-20 % Mg, 0,5-2,5 % Ca, 1,0-2.5 % Al, 25-35 % Si, 1-2,5 % Ti, 0,5-3,5 % Ba, 2,5-5,0 % Mn, 0,5-1,0 % Nb, 0,5-1,0 % V, 1,0-5,0 %, retke zemne metale, P ≤ 0,1 %, S ≤ 0,1 %, balansiranog Fe.

[0008] JP 2019189905 A odnosi se na inokulant za liveno gvožđe, pri čemu legura FeSi sadrži najmanje jedan element Ti, V i Nb, koji sadrži Si u opsegu 70-75 mas.%, ukupno najmanje jednog elementa Ti, V i Nb je 0,5 - 6,0 mas.%, ostatak je uglavnom Fe.

[0009] CN 105886 883 A obelodanjuje inokulant za nodularno liveno gvožđe sa sastavom 58-72 mas. % Si, 0,8-3,2 mas. % Zr, 1,2-2,5 mas. % Nb, 2,8-5,5 mas. % Ca, 1,85-3,50 mas. % Ba≤ 1 % mas. ≤ 0,2 mas. %, Mn ≤ 0,26 mas. %, S ≤ 0,02 mas. %, P ≤ 0,05 mas. %, a ostatak Fe.

[0010] RU 2040575 C1 se odnosi na sredstvo za modifikaciju livenog gvožđa koje sadrži 10-40 mas. % Si, 0,1-4 mas. % Mg, 1-8 mas. % Ba, 1-18 mas. % Mn, 0.1-2 mas. % C, 0.2-1-6 mas. % Ca, 3. mas. %, 3. t. Al, 0,5-10 mas. % V, 10-50 mas. % Cu, 1-20 mas. % Ni, 1-10 mas. % Zr, i ostatak Fe.

[0011] CN 1807 657 A odnosi se na rastopljeni agens za rafinaciju čelika sa hemijskim sastavom 30-60 mas. % Si, 5-25 mas. % Ba, 1-15 mas. % RE, 1-15 mas. % Ca, 1-15 mas. % Al, 1-6 mas. % Ti i jednim ili više od 0,1-3 mas.% Sr, 0,1-3 mas.% Nb, 0,1-3 mas.% Mg, 1-15 mas.% Mn, ostatak Fe.

[0012] RU 2319 779 C1 obelodanjuje leguru za deoksidaciju, legiranje i modifikovanje čelika. Navedena legura sadrži 20-30 mas. % Si, 4-8 mas. % metala retkih zemalja, 1-2 mas. % Al, 2-4 mas. % Ca, 2-4 mas. % Mg, 20-30 mas. % Zr, 6-10 mas. % V, ostatak Fe.

[0013] SU 740852 A1 obelodanjuje glavnu leguru za liveno gvožđe i čelik koja sadrži 4 - 40 mas. % Si, 15 - 45 mas. % V, 0,5 - 5 mas. % Cr, 0,005 - 5 mas. % Mg, 0,03 - 3 mas. % Al, 0,005 - 5 mas. % Ca, 0,5 - 8 mas. % Mn, 0,05 - 5 mas. % Ti, 0,01 -0,5 mas. % N, 0,5 - 3 mas. % C i Fe.

[0014] CN 106636 551 A odnosi se na kompozitnu žicu sa jezgrom, koja sadrži 10-20 % Mg, 0,5-2,5 % Ca, 1,0-2.5 % Al, 25-35 % Si, 1-2,5 % Ti, 0,5-3,5 % Ba, 2,5-5,0 % Mn, 0,5-1,0 % Nb, 0,5-1,0 % V, 1,0-5,0 % retke zemne metale, P ≤ 0,1 %, S ≤ 0,1 %, balansiranog Fe.

[0015] CN 106521 084 A odnosi se na kompozitnu žicu sa jezgrom, koja sadrži 10-20 % Mg, 0,5-2,5 % Ca, 1,0-2.5 % Al, 25-35 % Si, 1-2,5 % Ti, 0,5-3,5 % Ba, 2,5-5,0 % Mn, 0,5-1,0 % Nb, 0,5-1,0 % V, 1,0-5,0 % retke zemne metale, P ≤ 0,1 %, S ≤ 0,1 %, balansiranog Fe.

[0016] CN 106521 085 A odnosi se na kompozitnu žicu sa jezgrom, koja sadrži 10-20 % Mg, 0,5-2,5 % Ca, 1,0-2.5 % Al, 25-35 % Si, 1-2,5 % Ti, 0,5-3,5 % Ba, 2,5-5,0 % Mn, 0,5-1,0 % Nb, 0,5-1,0 % V, 1,0-5,0 % retke zemne metale, P ≤ 0,1 %, S ≤ 0,1 %, balansiranog Fe.

[0017] Stoga postoji želja za poboljšanim dodatkom vanadijuma i/ili niobijuma za proizvodnju livenog gvožđa. Predmet ovog pronalaska je da ublaži, ublaži ili eliminiše jedan ili više od iznad navedenog

Rezime pronalaska

[0018] Pronalazak je opisan u priloženim patentnim zahtevima.

[0019] Predmetni pronalazak će postati očigledan iz dole datog detaljnog opisa. Detaljan opis i specifični primeri obelodanjuje poželjna otelotvorenja pronalaska samo kao ilustraciju. Stručnjaci u ovoj oblasti razumeju iz uputstva u detaljnom opisu da promene i modifikacije mogu biti napravljene u okviru obima pronalaska.

[0020] Stoga, treba razumeti da ovde obelodanjeni pronalazak nije ograničen na određene sastavne delove uređaja koji su opisani ili korake opisanih postupaka pošto takav uređaj i postupak mogu da variraju. Takođe treba razumeti da je terminologija korišćena ovde samo u svrhu opisa određenih otelotvorenja, i nije namera da bude ograničavajuća. Treba napomenuti da, kako se koriste u specifikaciji i priloženoj tvrdnji, članovi „a”, „an”, „the” i „said” imaju za cilj da znače da postoji jedan ili više elemenata osim ako kontekst eksplicitno ne nalaže drugačije. Tako, na primer, upućivanje na "jedinicu" ili "jedinicu" može uključivati nekoliko uređaja i slično. Štaviše, reči "sadrži", "uključujući", "sadrži" i slične formulacije ne isključuju druge elemente ili korake.

[0021] Pod pojmom "slučajne nečistoće" treba razumeti manje količine elemenata nečistoće prisutnih u ferosilicijum-vanadijumu i/ili leguri niobijuma ili leguri ferosilicijuma.

[0022] Termin "legura ferosilicijuma" (može se označavati i "ferosilicijum", "Legura FeSi" ili jednostavno "FeSi") u sadašnjem kontekstu treba shvatiti kao leguru na bazi silicijuma koja sadrži gvožđe, tipično proizvedenu u peći sa potopljenim lukom (SAF) redukcijom silicijum-dioksida ili peska sa mešanim koksom (ili bilo kog drugog materijala koji se koristi kao ugljenični materijal) izvor gvožđa. Uobičajene formulacije označene su ferocilicijumi sa 15 %, 45 %, 65 %, 75 % i 90 % (maseno) silicijuma. Kao proizvedene legure ferosilicijuma obično sadrže oko 2 mas.% drugih elemenata, uglavnom aluminijuma i kalcijuma, međutim, manje količine ugljenika, titanijuma, bakra, mangana, fosfora i sumpora su takođe uobičajene. Legura ferosilicijuma u sadašnjem kontekstu može takođe da sadrži, na primer, mangan i/ili hrom i/ili cirkonijum i/ili barijum, kao legirne elemente ili može biti mešavina na primer ferosilicijuma i ferosilicijuma mangana i/ili ferosilicijuma hroma i/ili ferosilicijuma cirkonijuma i/ili bara. U sadašnjem kontekstu, sve takve moguće legure će se zbog jednostavnosti nazivati legure ferosilicijuma (ili "ferosilicijum" "FeSi legura" ili jednostavno "FeSi") kao što je iznad navedeno.

[0023] Termin "ferosilicijum vanadijum i/ili legura niobijuma" (može se takođe označiti kao "FeSi V i/ili Nb legura" ili jednostavno "FeSi V i/ili Nb") u sadašnjem kontekstu treba shvatiti kao leguru ferosilicijuma koja sadrži vanadijum ili niobijum ili koja sadrži i vanadijum i niobijum. Pored vanadijuma i/ili niobijuma, u leguri mogu biti prisutni i drugi elementi kako su definisani u prvom aspektu.

[0024] Termin "do" kada se koristi za indikaciju količine elementa u sadašnjem kontekstu treba shvatiti da znači da element može biti prisutan u opsegu od 0 mas.% pa do naznačene vrednosti mas.%.

Kratak opis slika

[0025]

Slika 1 je dijagram koji prikazuje poređenje vremena rastvaranja različitih legura FeSiV prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska u topljenju livenog gvožđa na 1400 °C. Slika 2 je dijagram koji prikazuje poređenje vremena rastvaranja različitih legura FeSiV prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska i standardne legure FeV80 u topljenju livenog gvožđa na 1500 °C.

Slika 3 je dijagram koji prikazuje poređenje vremena rastvaranja različitih legura FeSiNb prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska i standardne legure FeNb65 u topljenju livenog gvožđa na 1500 °C.

Slika 4 je dijagram koji prikazuje poređenje vremena rastvaranja legura FeSiNbV i FeSiNbVMo prema jednom otelotvorenju predmetnog pronalaska i standardne legure FeNb65 i standardne FeV80 u topljenju livenog gvožđa na 1500 °C.

Detaljni opis

[0026] Legura ferosilicijuma vanadijuma i/ili niobijuma prema prvom aspektu je posebno pogodna za upotrebu kao aditiv u proizvodnji livenog gvožđa, za proizvodnju livenog gvožđa koji sadrži vanadijum i/ili niobijum. Prvi aspekt predmetnog pronalaska se odnosi na leguru FeSi V i/ili Nb koja sadrži 15 - 80 mas. % silicijuma (Si); 5 - 35 mas. % vanadijuma (V) i/ili niobijuma (Nb); do 10 mas. % molibdena (Mo); do 5 mas. % hroma (Cr); do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas. % magnezijuma (Mg); 0,01 do 7 mas. % aluminijuma (Al); do 13 mas. % barijuma (Ba); 0,01 do 7 mas. % kalcijuma (Ca); do 13 mas. % mangana (Mn); do 8 mas. % cirkonijuma (Zr); do 12 mas. % lantana (La) i/ili cerijuma (Ce) i/ili miš metala; do 5 mas. % stroncijuma (Sr); do 3 mas. % bizmuta (Bi); do 3 mas. % antimona (Sb); do 1,5 mas. % titanijuma (Ti); balans gvožđa (Fe) i slučajnih nečistoća.

[0027] Sadašnja legura FeSi V i/ili Nb je posebno pogodna kao aditiv u proizvodnji livenog gvožđa.

[0028] Dalje, legura FeSi V i/ili Nb prema predmetnom pronalasku ima nižu temperaturu topljenja i drugačiji put rastvaranja u rastopljenom livenom gvožđu u poređenju sa konvencionalnom legurom FeV80 ili FeNb65. Potencijalno niža temperatura topljenja i drugačiji put rastvaranja dovode do značajno većih stopa rastvaranja u rastopljenom gvožđu u poređenju sa FeV80 ili FeNb65. Niža temperatura topljenja i veća brzina rastvaranja dovode do smanjene potrošnje energije kada se dodaju rastopljenom livenom gvožđu i rezultiraju boljom distribucijom vanadijuma i/ili niobijuma u rastopu, što bi niže gustine legura iz ovog pronalaska takođe mogle da poboljšaju. Štaviše, veća stopa rastvaranja znači da se legura ferosilicijuma vanadijuma i/ili niobijuma aditiva može dodati kasnije u procesu proizvodnje livenog gvožđa, što može dovesti do bolje fleksibilnosti procesa u livnici.

[0029] Štaviše, gustine legure FeSi V i/ili Nb prema predmetnom pronalasku su niže od gustina FeV80 i FeNb65. Dodati u peć ili na dno kutlače, njihovo rastvaranje neće dovesti do segregacije V i Nb na dnu. Na primer, dodani na dno kutlače, komadi legure prema predmetnom pronalasku, koji imaju manju gustinu od gvožđa i koji će početi da se pomeraju nagore dok se rastvaraju. Naprotiv, komadići FeNb65 bi, na primer, ostali na dnu lonca i tu se rastvorili što bi dovelo do veće koncentracije niobijuma na dnu.

[0030] Silicijum je uobičajen aditiv u proizvodnji livenog gvožđa. Silicijum je legirajući element u livenom gvožđu u rasponu od 1 do 4,3 mas.%. Silicijum ima suštinsku ulogu u proizvodnji livenog gvožđa (sivog, zbijenog i duktilnog) i pomaže nukleaciju grafita pre nego cementita. Takođe je poznato da silicijum povećava snagu, otpornost na habanje, elastičnost i otpornost na oksidaciju. Količina Si u sadašnjoj leguri FeSi V i/ili Nb je između 15 i 80 mas.%. U jednom otelotvorenju, količina Si je najmanje 15 mas. %; ili najmanje 30 mas. %; ili najmanje 45 mas. %; kao što je najmanje 51 mas. % ili najmanje 55 mas. %. U jednom otelotvorenju, količina Si je do 75 mas. %; kao što je do 65 mas. %; ili do 50 mas. %; ili do 29 mas.%.

[0031] Sadašnja legura FeSi V i/ili Nb sadrži između 5 i 35 mas. % V i/ili Nb. To znači da ako je prisutan samo V može biti prisutan u opsegu 5 - 35 mas.%. Ako je prisutan samo Nb, može biti prisutan u opsegu 5 - 35 mas.%. Ako su prisutni i V i Nb, ukupna količina V i Nb u leguri je u opsegu 5 - 35 mas.%. Ako su prisutni i V i Nb, oni mogu biti prisutni u bilo kom odnosu V prema Nb unutar datog opsega. Vanadijum i niobijum formiraju stabilne nitride i karbide, što rezultira značajnim povećanjem čvrstoće livenog gvožđa. Ojačanje livenog gvožđa može se desiti i promocijom perlita, rafiniranim razmakom perlitnih lamela ili zauzdavanjem ćelijskih struktura od mikrolegirajućih elemenata (V, Nb). Takođe se može dobiti efekat očvršćavanja tokom termičke obrade žarenja (obično 1000-1100 °C), od rastvaranja primarnog karbida i ponovnog taloženja nano karbida nakon hlađenja. Poboljšana udarna žilavost, posebno u nenarezanim uzorcima, poboljšana svojstva zamornog veka u primeni odlivaka od cikličkog opterećenja, poboljšana svojstva otpornosti na habanje od taloga karbida, posebno kod sivog gvožđa, su druga poboljšanja koja su povezana sa upotrebom V i Nb. Austempered duktilno gvožđe (ADI) je termički obrađen materijal sa odličnom čvrstoćom, svojstvima habanja i zamora. U proizvodnji ADI-a, legirajući elementi kao što su V i Nb se često primenjuju da bi se poboljšala otvrdljivost.

[0032] Opseg V i/ili Nb do Si u leguri FeSiV može zavisiti od količine Si u početnoj leguri ferosilicijuma od koje se proizvodi legura FeSi V i/ili Nb, npr. legura FeSi50 ili FeSi65 može da obezbedi veći opseg V i/ili Nb do Si u poređenju sa kada se počinje od npr. legura FeSi75.

[0033] U nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb može da sadrži od 15 do 29 mas. % Si, i od 5 - 35 mas. % V i/ili Nb, ili 9-30 mas. % V i/ili Nb, sa ostalim elementima kako je gore definisano prema prvom aspektu (do 10 mas. % Molibdena (Mo); do 5 mas. % hroma (Cr); do 3 mas.% bakra (Cu); do 3 mas.% nikla (Ni); do 20 mas. % magnezijuma (Mg); 0,01 do 7 mas. % aluminijuma (Al); do 13 mas. % barijuma (Ba); 0,01 do 7 mas. % kalcijuma (Ca); do 13 mas. % mangana (Mn); do 8 mas.% cirkonijuma (Zr); do 12 mas. % lantana (La) i/ili cerijuma (Ce), i/ili miš metala; do 5 mas. % stroncijuma (Sr); do 3 mas. % bizmuta (Bi); do 3 mas.% antimona (Sb); do 1,5 mas. % titanijuma (Ti); bilans Fe i sporedne nečistoće).

[0034] U nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb može da sadrži od 30 do 50 mas. % Si i 16-35 mas. % V i/ili Nb, ili 16-30 V i/ili Nb, sa ostalim elementima kako je iznad definisano prema prvom aspektu (do 10 mas. % molibdena (Mo); do 5 mas. % hroma (Cr); do 3% bakra (Cu); do 3% nikla (Ni); do 20 mas. % magnezijuma (Mg); 0,01 do 7 mas. % aluminijuma (Al); do 13 mas. % barijuma (Ba); 0,01 do 7 mas. % kalcijuma (Ca); do 13 mas. % mangana (Mn); do 8 mas.% cirkonijuma (Zr); do 12 mas. % lantana (La) i/ili cerijuma (Ce) i/ili miš metala; do 5 mas. % stroncijuma (Sr); do 3 mas. % bizmuta (Bi); do 3 mas. % antimona (Sb); do 1,5 mas. % titanijuma (Ti); balans Fe i slučajne nečistoće)

U drugim realizacijama, legura FeSi V i/ili Nb može sadržati od 51 do 80 mas. % Si, kao što je 55 -75 mas. % Si, ili 58 - 72 mas. % Si, ili 60 - 72 mas. % Si, i od 5 - 35 mas. % V i/ili Nb, kao što je definisano sa drugim elementima, ili Nb, ili Nb, ili iznad prema prvom aspektu (do 10 mas. % molibdena (Mo); do 5 mas. % hroma (Cr); do 3 mas.% bakra (Cu); do 3 mas. % nikla (Ni); do 20 mas.% magnezijuma (Mg); 0,01 do 7 mas. % aluminijuma (Al); do 13 mas. % barijuma (Ba); 0,01 do 7 mas. % kalcijuma (Ca); do 13 mas. % mangana (Mn); do 8 mas.% cirkonijuma (Zr); do 12 mas. % lantana (La) i/ili cerijuma (Ce), i/ili miš metala; do 5 mas. % stroncijuma (Sr); do 3 mas. % bizmuta (Bi); do 3 mas.% antimona (Sb); do 1,5 mas. % titanijuma (Ti); bilans Fe i slučajnih nečistoća).

[0035] Trebalo bi razumeti da se nekoliko opsega V i/ili Nb do Si može realizovati unutar iznad definisanih sastava legura.

[0036] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 10 mas.% Mo. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 5 mas. % Mo, ili do 3 mas. % Mo, ili do 1 mas. % Mo. Molibden je takođe legirajući element koji se često koristi u nekim vrstama livenog gvožđa kao što je nodularno gvožđe (ADI). Molibden obezbeđuje očvršćavanje i stabilizaciju strukture za primenu na visokim temperaturama. Prijavljeno je da molibden kod sivog gvožđa povećava zateznu čvrstoću (za 20 % pri 0,5 mas. % Mo u livenom gvožđu) i tvrdoću (za 10 % pri 0,5 mas. % u livenom gvožđu).

Molibden rafinira perlit.

[0037] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 5 mas. % Cr. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 2 mas. % Cr. Cr je legirajući element i navodi se da povećava zateznu čvrstoću i tvrdoću. Koristi se zajedno sa vanadijumom i/ili niobijumom u nekim vrstama livenog gvožđa.

[0038] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 3 mas. % Cu. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 1 mas. % Cu, ili do 0,5 mas. % Cu. Bakar se može koristiti za suzbijanje snažnog eutektičkog formiranja gvožđeg karbida izazvanog vanadijumom i/ili niobijumom.

[0039] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 3 mas. % Ni. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 1 mas. % Ni, ili do 0,5 mas. % Ni. Nikl se može koristiti za suzbijanje snažnog eutektičkog formiranja karbida gvožđa koje promoviše vanadijum i/ili niobijum.

[0040] Sledeće obelodanjivanje koje se odnosi na količine daljih elemenata Mg, Al, Ba, Ca, Mn, Zr, La, Ce, Sr, Bi, Sb, Ti, ravnotežu Fe i slučajnih nečistoća primenjuje se na svako od iznad navedenih otelotvorenja, osim ako nije drugačije navedeno. Ovi elementi se obično koriste u legurama za obradu za proizvodnju livenog gvožđa.

[0041] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 20 mas. % Mg. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 15 mas. % Mg, ili do 10 mas. % Mg. U nekim otelotvorenjima, sa niskim nivoom Si, kao što je Si u opsegu 15 - 35 mas.%, legura može biti bez prisutnog Mg. Magnezijum se uglavnom koristi u nodularnim tretmanima za odsumporavanje i deoksidaciju taline, što će rezultirati promenom oblika grafita iz ljuspica u nodule. Magnezijum se takođe može koristiti u nižim koncentracijama u inokulantima. Rastvorljivost magnezijuma u gvožđu je ograničena, tako da postoji donja granica sadržaja silicijuma neophodna u leguri ferosilicijuma da bi se omogućilo legiranje magnezijuma.

[0042] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži 0,01 do 7 mas. % Al. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži od 0,01 do 5 mas. % Al ili od 0,05 do 5 mas. % Al.

[0043] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 13 mas. % Ba. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 11 mas.% Ba, ili do 8 mas.%, kao što je do 6 mas.% Ba. U nekim otelotvorenjima, FeSi V i/ili Nb mogu da sadrže 1 - 5 mas. % Ba i 11 - 40 mas. % V i/ili Nb.

[0044] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži 0,01 do 7 mas.% Ca. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži od 0,01 do 5 mas. % Ca ili od 0,05 do 5 mas. % Ca.

[0045] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 13 mas. % Mn. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 8 mas. % Mn, ili do 5 mas. % Mn. U nekim otelotvorenjima, FeSi V i/ili Nb mogu da sadrže do 13 mas. % Mn, do 8 mas. % ili do 5 mas. % Mn i 10-40 mas. % V i/ili Nb.

[0046] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 8 mas. % Zr. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 5 mas. % Zr.

[0047] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 12 mas.% La i/ili Ce, i/ili mišmetala. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 7 mas.% La i/ili Ce, i/ili mišmetala. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 4 mas.% La i/ili Ce, i/ili mišmetala. Mišmetal je legura retkozemnih elemenata, koja obično sadrži pribl.50 % Ce i 25 % La, sa malim količinama Nd i Pr. U poslednje vreme se iz mišmetala često uklanjaju teži retkozemni metali, a sastav legure mišmetala može biti oko 65% Ce i oko 35% La, i tragovi težih RZ metala, kao što su Nd i Pr.

[0048] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 5 mas. % Sr. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 3 mas. % Sr.

[0049] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 3 mas. % Bi. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 1,8 mas. % Bi.

[0050] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 3 mas. % Sb. Prema nekim otelotvorenjima, FeSi V i/ili Nb sadrži do 1,5 mas. % Sb.

[0051] Legura FeSi V i/ili Nb sadrži do 1,5 mas. % Ti. Prema nekim otelotvorenjima, FeSi V i/ili Nb sadrži do 0,5 mas. % Ti. Titan je normalno prisutan u malim količinama u početnoj leguri ferosilicijuma. Titanijum takođe može da potiče od sirovog materijala vanadijum oksida i/ili sirovog materijala niobijum oksida koji se dodaje tokom proizvodnje legure FeSi V i/ili Nb. Titanijum je štetan u nekim vrstama livenog gvožđa jer može da formira tvrde karbide i nitride koji dovode do lomljivosti i smanjenog naprezanja od zamora. Takođe smanjuje nivo tolerancije za druge subverzivne elemente. Zbog toga je sadržaj Ti u FeSi V i/ili leguri Nb poželjno nizak, kao što je do 0,1 mas. %, ili do 0,05 mas. %.

[0052] Legura FeSi V i/ili Nb može sadržati manje količine C, P i S. Navedeni elementi mogu normalno biti prisutni u malim količinama u ferosilicijumu kako se proizvodi ili mogu biti dodati preko sirovog materijala vanadijum oksida i/ili sirovog materijala niobijum oksida i/ili jedinjenja za modifikaciju šljake koji se dodaju tokom proizvodnje FeSi V i/ili Nb legura. Navedeni elementi u naznačenim količinama obično neće biti kritični za proizvodnju livenog gvožđa. Od gornjih elemenata to će biti P koji može biti najproblematičniji jer dovodi do stvaranja steadita niskog topljenja koji se nalazi u oblastima koje se poslednje zamrzavaju. Steadite se podvrgava značajnoj kontrakciji tokom očvršćavanja što dovodi do poroznosti skupljanja i smanjene čvrstoće.

[0053] Legura FeSi V i/ili Nb, prema bilo kojem od iznad navedenih otelotvorenja, ima prednost u obliku grudvica. U sadašnjem kontekstu, termin "grude" označava čestice ili delove legure FeSi V i/ili Nb, npr. od drobljenog FeSi V i/ili Nb metala. Grudovi FeSi V i/ili Nb legure mogu se proizvoditi u različitim veličinama. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb je u obliku čestica ili grudvica veličine između 0,06-50 mm. Uobičajene veličine koje se koriste u proizvodnji livenog gvožđa su od oko 0,2 mm do oko 50 mm. Termin dimenzionisanje se odnosi na veličinu rupa u situ kroz koje prolazi grudva. Prema tome, prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb je u obliku čestica ili grudvica veličine između 0,2-50 mm. Trebalo bi razumeti da prosečna veličina može da varira u ovom datom opsegu i moguće su manje i veće veličine FeSi V i/ili Nb grudvica u zavisnosti od primene. Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb je u obliku umetka, kao što je liveni blok ili aglomeracija praškastog materijala.

[0054] Prema nekim otelotvorenjima, čestice FeSi V i/ili Nb mogu biti obložene ili pomešane sa bizmut oksidom, i/ili bizmut sulfidom, i/ili antimon sulfidom, i/ili antimon oksidom, i/ili drugim metalnim oksidom kao što je oksid gvožđa, i/ili drugim metalnim sulfidom poput gvožđe sulfida.

[0055] Legura FeSi V i/ili Nb, prema bilo kojem od iznad navedenih otelotvorenja, ima temperaturni opseg topljenja od oko 1060 do oko 1640 °C, ili do oko 1610 °C. Relativno niska temperatura topljenja i različit put rastvaranja sadašnje legure FeSi V i/ili Nb u rastopu gvožđa imaju efekat da se FeSi V i/ili Nb koji se dodaju rastopu gvožđa relativno brzo rastvaraju. Testovi koje su izvršili pronalazači pokazali su da bi grudvice prisutnog FeSi V (30 mas.% V) veličine oko 18 mm bile potpuno asimilirane topljenjem nakon 50 s na 1400°C, dok bi grudvica FeV80 iste veličine i dalje bila uopšte asimilovana nakon 3 min. Vreme asimilacije za 20 mm veliku grudu bilo bi dvostruko veće za FeNb65 u poređenju sa FeSiNb20 na 1500 °C.

[0056] Slika 1 je dijagram koji prikazuje vreme rastvaranja različitih legura FeSi V prema predmetnom pronalasku u rastopu gvožđa na temperaturi od oko 1400 °C. Dijagram pokazuje vreme rastvaranja u odnosu na različite veličine FeSi V legura. Na ovoj temperaturi, grudvice FeV80 veličine između 7 i 18 mm su praćene oko 3 minuta, ali se uopšte nisu rastvorile i stoga nisu predstavljene na dijagramu.

[0057] Slika 2 je dijagram koji prikazuje vreme rastvaranja različitih legura FeSi V prema predmetnom pronalasku, u poređenju sa standardnom komercijalnom legurom FeV80 u rastopu gvožđa na temperaturi od oko 1500 °C. Dijagram prikazuje vreme rastvaranja u odnosu na različite veličine FeSi V legura i FeV80 grudvica. Vreme rastvaranja legure FeV80 postaje značajno duže kako se povećava veličina grudvica koje se dodaju rastopu gvožđa, u poređenju sa legurama FeSi V. Tabela 3 pokazuje značajno veći prinos V za FeSi V leguru u poređenju sa FeV80, pri čemu obe legure imaju istu veličinu kada se dodaju u rastop.

[0058] Slika 3 je dijagram koji prikazuje vreme rastvaranja različitih legura FeSi Nb u skladu sa predmetnim pronalaskom, u poređenju sa standardnom komercijalnom legurom FeNb65 u rastopu gvožđa na temperaturi od oko 1500 °C. Dijagram pokazuje vreme rastvaranja u odnosu na različite veličine FeSi Nb legura i FeNb65 grudvica. Vreme rastvaranja legure FeV80 postaje značajno duže kako se povećava veličina grudvica koje se dodaju rastopu gvožđa, u poređenju sa legurama FeSi V. Tabela 6 pokazuje značajno veći prinos Nb za FeSi Nb leguru u poređenju sa FeNb65, pri čemu obe legure imaju istu veličinu kada se dodaju u rastop.

[0059] Slika 4 je dijagram koji prikazuje vreme rastvaranja legura FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo prema predmetnom pronalasku, u poređenju sa standardnim komercijalnim legurama FeV80 i FeNb65 u rastopu gvožđa na temperaturi od oko 1500 °C. Dijagram pokazuje vreme rastvaranja u odnosu na različite veličine FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo legura i FeNb65 i FeV80 grudvica. Vreme rastvaranja legura FeV80 i FeNb65 postaje značajno duže kako se povećava veličina grudvica koje se dodaju rastopu gvožđa, u poređenju sa legurama FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo.

[0060] Postupak za pripremu FeSi V i/ili Nb legure prema bilo kojem od iznad navedenih otelotvorenja obuhvata: obezbeđivanje legure ferosilicijuma u rastopljenom stanju; dodavanje sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid u rastopljenu leguru ferosilicijuma; mešanje i reagovanje istopljene legure ferosilicijuma i vanadijum oksida iz sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili niobijum oksida iz sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid, čime se formira rastopljen FeSi V i/ili legure Nb i šljaka; odvajanje šljake od pomenutog rastopa FeSi V i/ili legure Nb, opciono podešavanje sastava elemenata prema prvom aspektu; i očvršćavanje ili livenje rastopljene legure FeSi V i/ili Nb.

[0061] Sledeći detaljan opis postupka proizvodnje FeSi V i/ili legure Nb primenjuje se na bilo koju od iznad opisanih otelotvorenja FeSi V i/ili legure Nb prema predmetnom pronalasku.

[0062] Reakcija između rastopljene legure ferosilicijuma i vanadijum oksida i/ili niobijum oksida je brza i omogućava visoku produktivnost. Postupak za pripremu FeSi V i/ili Nb legure može se izvesti u loncu, ili u bilo kom sličnom pogodnom sudu kao što je lončić ili lonac za topljenje uključujući bilo koju vrstu peći, za držanje rastopljenog ferosilicijuma. Dakle, nema potrebe za grejanjem snabdevanjem spoljne energije kao što je korišćenje peći. Temperatura rastapanja ferosilicijuma pre dodavanja sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid treba da bude od oko 1400 do oko 1700°C. Sadašnji postupak za proizvodnju FeSi V i/ili Nb legure dovodi do visokog prinosa V i/ili Nb iz vanadijum oksida (npr. vanadijum pentoksid) i/ili niobijum oksida (npr. niobijum oksida) u FeSi V i/ili Nb leguru, u poređenju sa svim konvencionalnim metodama za proizvodnju FeSi V i/ili Nb, u poređenju sa konvencionalnim postupcima za proizvodnju legura ferovanadijuma, FeV i legura feroniobijuma, FeNb. U poređenju sa konvencionalnom proizvodnjom FeV i FeNb, sadašnji postupak je elegantan i ekonomičan.

[0063] Istopljena legura ferosilicijuma može se dobiti direktno iz peći za redukciju, tipično iz peći sa potopljenim lukom (SAF) u kojoj se legura ferosilicijuma proizvodi od sirovina prema konvencionalnom postupku ili iz stanice za legiranje gde su elementi iz prvog aspekta, osim vanadijuma i/ili niobijuma, direktno od legure za redukciju vanadijuma i/ili niobijuma.

Alternativno, rastopljena legura ferosilicijuma se može dobiti ponovnim topljenjem punjenja jedne ili više legura ferosilicijuma, eventualno rafinisanih ili već legiranih sa elementima iz prvog aspekta, osim vanadijuma i/ili niobijuma, ili kombinacijom proizvedene legure ferosilicijuma i očvrslog ferosilicijuma koji se dovodi u stanje zagrevanja bilo kojim pogodnim sredstvom zagrevanja.

[0064] Prema nekim otelotvorenjima postupka, početna legura ferosilicijuma može biti mešavina nekoliko legura ferosilicijuma različitih sastava. Na primer, to može biti mešavina ferosilicijuma i ferosilicijuma mangana ili ferosilicijuma hroma ili ferosilicijuma cirkonijuma ili ferosilicijuma barijuma.

[0065] Prema postupku, sirovina koja sadrži vanadijum oksid, npr. V2O5, i/ili niobijum oksid koji sadrži sirovine, npr. Nb2O5se dodaje u rastopljenu leguru ferosilicijuma. Sirovi materijal koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirov materijal koji sadrži niobijum oksid može se dodati u količini (po težini) koja u suštini obezbeđuje ciljnu količinu elementarnog vanadijuma i/ili niobija (po masi) u FeSi V i/ili Nb leguri. Postupak za dodavanje sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid nije kritičan i može se izvesti na bilo koji pogodan način.

[0066] Sirovi materijal koji sadrži vanadijum oksid može biti jedna ili više faza vanadijum oksida, kao što su vanadijum (II) oksid, vanadijum (III) oksid, vanadijum (IV) oksid, vanadijum (V) oksid i/ili drugi ne-primarni oksidi vanadijuma. Vanadijum oksid je poželjno vanadijum (V) oksid (V2O5) i/ili vanadijum (III) oksid, V2O3, koji se najčešće koriste u industrijskim primenama. Sirovi materijal koji sadrži vanadijum oksid može takođe da sadrži industrijske otpadne materijale ili rude koje sadrže vanadijum oksid.

[0067] Sirovi materijal koji sadrži niobijum može biti jedna ili više faza niobijum oksida, kao što su niobijum (II) oksid, niobijum (III) oksid, niobijum (IV) oksid, niobijum (V) oksid i/ili drugi neprimarni oksidi niobijuma. Niobijum oksid je poželjno niobijum (V) oksid (NbzOs) i/ili niobijum (III) oksid, Nb2O3, koji se najviše koriste niobijum oksidi u industrijskoj primeni. Sirovi materijal koji sadrži niobijum oksid može takođe da sadrži industrijske otpadne materijale ili rude koje sadrže niobijum oksid.

[0068] Reakcija redukcije vanadijum oksida i/ili niobijum oksida dovodi do formiranja oksidnih jedinjenja, generalno označenih kao šljake, koje uglavnom sadrže aluminijum oksid, silicijum oksid i kalcijum oksid. Jedinjenje za modifikaciju šljake može se dodati u topljenu ferosilicijuma da bi se modifikovala šljaka nastala tokom reakcije. Jedinjenje za modifikaciju šljake može biti CaO i/ili MgO i može se dodati u količini od oko 0,5 - 30 mas.% finalne legure, na osnovu ukupne količine legure ferosilicijuma. Potrebna količina se zasniva na količini vanadijum oksida i/ili niobijum oksida koji se dodaje. Jedinjenje koje modifikuje šljaku se može dodati pre ili tokom dodavanja sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid. Sastav šljake je modifikovan na način da ima nisku viskoznost i nisku topljivost šljake kako bi se omogućio dobar kontakt šljake/metala tokom reakcije redukcije. Pored toga, može se modifikovati za dobro odvajanje metala/šljake pre livenja. Šljaka, proizvedena tokom reakcije i dodata, plutaće na rastopu, tako da će se svaki formirani otpad i jedinjenja šljake formirana tokom reakcije akumulirati u sloju šljake koja pluta na vrhu rastopa.

[0069] Početna legura ferosilicijuma za proizvodnju FeSi V i/ili Nb legure treba da ima opšti sastav od 40 - 90 mas.% Si; do 0,5 mas.% C; 0,01 - 7 mas. % Al; do 6 mas.% Ca; do 1,5 mas. % Ti; do 15 mas.% Mn; do 10 mas. % Cr; do 10 mas. % Zr; do 15 mas. % Ba; do 0,3 mas. % P; do 0, 5 mas. % S; ravnoteža je Fe i slučajne nečistoće.

[0070] Prema nekim otelotvorenjima postupka, količina Si u početnoj leguri ferosilicijuma je 70 -80 mas.%. Prema nekim otelotvorenjima postupka, količina Si u početnoj leguri ferosilicijuma je 60 - 70 mas.%. Prema nekim otelotvorenjima postupka, količina Si u početnoj leguri ferosilicijuma je 40 - 55 mas.%.

[0071] Kao proizvedene legure ferosilicijuma sadrže male količine Al iz sirovina, obično u količini do 1,5 mas.%. Početna legura ferosilicijuma predmetnog pronalaska može da sadrži do 2 mas. % Al; npr.0,01 - 2 mas. % Al. Kada se sirovina koja sadrži vanadijum oksid i/ili sirovina koja sadrži niobijum oksid dodaju u rastopljenu leguru ferosilicijuma, metalni Al prisutan u rastopljenom ferosilicijumu reaguje sa kiseonikom vanadijum oksida i/ili niobijum oksida redukujući vanadijum i/ili niobijum V, što dovodi do toplote nobijum V. Si u rastopljenoj leguri ferosilicijuma će takođe reagovati sa kiseonikom vanadijum oksida i/ili niobijum oksida, što će rezultirati redukcijom vanadijum oksida u elementarni V i/ili niobijum oksida u elementarni Nb. Si je manje reaktivan od Al u sadašnjoj smeši, stoga će u suštini sav Al prisutan u leguri ferosilicijuma reagovati sa kiseonikom vanadijum oksida i/ili niobijum oksida, što rezultira veoma malom količinom aluminijuma u proizvedenoj FeSi V i/ili Nb leguri. Kalcijum je takođe uobičajen element u legurama ferosilicijuma, uglavnom u količini do oko 1,5 mas.%. Ca prisutan u rastopljenoj leguri ferosilicijuma će takođe reagovati sa kiseonikom vanadijum oksida i/ili niobijum oksida što rezultira čistim V i/ili Nb i toplotom.

[0072] Dodatni aluminijum se može dodati u rastopljenu leguru ferosilicijuma, da bi se povećala količina Al sadržanog u topljeni dostupnoj za smanjenje vanadijum oksida i/ili niobijum oksida. Ovo može biti posebno relevantno kada se proizvodi FeSi V i/ili Nb legure sa velikom količinom vanadijuma i/ili niobijuma, kao što je od FeSi V i/ili Nb sa količinom V i/ili Nb od 10 mas.% (FeSi V i/ili Nb 10); do FeSi V i/ili Nb 20; do FeSi V i/ili Nb 30 ili čak do FeSi V i/ili Nb 40, uz zadržavanje količine silicijuma u FeSi V i/ili leguri Nb u gornjem opsegu. Ako se u ferosilicijumski rastopljeni doda još aluminijuma, dodavanje se može izvršiti pre, tokom ili posle, poželjno pre ili tokom dodavanja sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid. Metalni aluminijum se može dodati u količini do oko 10 mas.%, ili do oko 5 mas.%, ili do oko 1 mas.%, na osnovu ukupne količine ferosilicijuma i vanadijum oksida i/ili niobijum oksida.

[0073] Poželjno je da se rastopljena legura ferosilicijuma meša tokom dodavanja sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid, i bilo kog dodatog jedinjenja za modifikovanje aluminijuma i/ili šljake, i tokom reakcije redukcije da bi se obezbedio kontakt V i/ili Nb oksida i metala. Toplina se pogodno meša mehaničkim mešanjem i/ili gasnim mešanjem koje je opšte poznato u ovoj oblasti.

[0074] Zgura se može odvojiti pre ili tokom livenja rastopljene legure ferosilicijuma vanadijuma i/ili niobijuma. Legura FeSi V i/ili Nb se liva i učvršćuje prema opšte poznatim postupcima u ovoj oblasti. Stvrdnuti liveni metal se može drobiti i klasificirati u frakcije veličine prilagođene za različite oblasti primene. Očvrsli liveni FeSi V i/ili Nb takođe mogu biti aglomerisani ili u obliku blokova.

[0075] Sadašnja legura FeSi V i/ili Nb može se koristiti kao aditiv u proizvodnji livenog gvožđa koji sadrži vanadijum i/ili niobijum.

[0076] Prema nekim otelotvorenjima, legura FeSi V i/ili Nb može se dodatno legirati sa dodatnim elementima Mo, Cu, Cr, Ni, Mg, Al, Ba, Ca, Mn, Zr, La i/ili Ce i/ili mišmetal, Sr, Bi, Sb prema standardnim postupcima za proizvodnju livačkih aditiva.

[0077] Prema nekim otelotvorenjima, livnički aditivi koji sadrže do 10 mas. % Mo; do 5 mas. % Cr; do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas.% Mg; 0,01 do 7 mas. % Al; do 13 mas. % Ba; 0,01 do 7 mas. % Ca; do 13 mas.% Mn; do 8 mas. % Zr; do 12 mas. % La i/ili Ce i/ili mišmetala; do 5 mas. % Sr; do 3 mas. % Bi; do 3 mas. % Sb; do 1,5 mas. % Ti; balans Fe i slučajnih nečistoća, takođe se može koristiti kao početna legura ferosilicijuma.

[0078] Granulirane legure se mogu pakovati ili mešati sa drugim legurama i pakovati u na primer žicu sa jezgrom. Legirana dodatnim elementima, legura vanadijuma i/ili niobijuma na bazi ferosilicijuma može se koristiti kao predkondicioner, kao pokrivni materijal u tretmanu nodularizacije u loncu, kao nodularizator, kao inokulant bilo usitnjen, sa ili bez premaza, ili kao umetak, kao što je liveni blok ili aglomeracija materijala u prahu. Bilo koja vrsta legura vanadijuma i/ili niobijuma na bazi ferosilicijuma, dodatno legirana ili obložena drugim elementima, ili ne, može se koristiti u žici sa jezgrom.

[0079] Postupak za proizvodnju livenog gvožđa koji se sastoji od dodavanja legure FeSi V i/ili Nb koja sadrži 15 - 80 mas. % silicijuma (Si); 5 - 35 mas. % vanadijuma (V) i/ili niobijuma (Nb); do 10 mas. % molibdena (Mo); do 5 mas.% Cr; do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas. % magnezijuma (Mg); 0,01 do 7 mas. % aluminijuma (Al); do 13 mas. % barijuma (Ba); 0,01 do 7 mas. % kalcijuma (Ca); do 12 mas. % mangana (Mn); do 8 mas. % cirkonijuma (Zr); do 12 mas. % lantana (La) i/ili cerijuma (Ce), i/ili miš metala; do 5 mas. % stroncijuma (Sr); do 3 mas. % bizmuta (Bi); do 3 mas. % antimona (Sb); do 1,5 mas. % Ti; bilans Fe i slučajnih nečistoća. Navedeni postupak za proizvodnju livenog gvožđa, koji obuhvata dodavanje FeSi V i/ili legure Nb prema bilo kom iznad opisanom otelotvorenju.

[0080] Iznenađujuće je otkriveno da je legura zasnovana na ferosilicijumu i koja sadrži vanadijum i/ili niobijum imala mnogo bržu asimilaciju vanadijuma i/ili niobijuma topljenjem gvožđa, što omogućava korišćenje takve legure niže u procesu livenog gvožđa jer je tačka topljenja potencijalno niža i put rastvaranja drugačiji sa većim obnavljanjem vanadijuma i/ili niobijuma nego u prethodnim rešenjima. Prednost mogućnosti dodavanja vanadijuma i/ili niobijuma nakon ispuštanja iz peći je mogućnost da se tretira manje gvožđa, što omogućava lakši prelaz između klasa, izbegava pregrevanje rastopa gvožđa i kontaminaciju obloge u peći, čak i ima veliku fleksibilnost u pogledu veličine šarže u komadima legiranog livenog gvožđa ako se dodaje kao element u struji.

[0081] Moguće upotrebe legure zasnovane na ferosilicijumu i koja sadrži vanadijum i/ili niobijum su kao FeSi V ili FeSi Nb V ili FeSi Nb i slučajne nečistoće kao deo punjenja u peći ili peći za držanje bez potrebe za dugotrajnim čekanjem ili povećanjem temperature u odnosu na ono što je potrebno za proces livnice nizvodno ili dodato dalje. Kada se legira dodatnim elementima, legura vanadijuma i/ili niobijuma na bazi ferosilicijuma se takođe može koristiti za legiranje rastopa u peći, koristiti kao predkondicioner, kao materijal za pokrivanje ili kao nodularizator u tretmanu lopaticom, kao inokulant bilo usitnjen, sa ili bez premaza, ili kao umetak. Bilo koja vrsta legura vanadijuma i/ili niobijuma na bazi ferosilicijuma, dodatno legirana ili obložena drugim elementima, ili ne, može se koristiti u žici sa jezgrom pomešanom ili ne sa drugim legurama ili elementima.

[0082] Još jedna prednost takve legure je niža gustina u poređenju sa FeV80 ili FeNb65. Zaista, legura velike gustine će imati tendenciju da padne na dno peći ili kutlače i da dovede do segregacije u topljenju gvožđa ako se ne meša pravilno.

[0083] Još jedna prednost takve legure je da ima jedan korak manje u procesu kada se dodavanje vanadijuma i/ili niobijuma kombinuje sa dodatkom drugih neophodnih legura za tretman.

Primeri

Primer 1. Proizvodnja legura vanadijuma koje sadrže ferosilicijum

[0084] Pripremljeno je deset talina za proizvodnju FeSi V legura prema predmetnom pronalasku. Proizvedene su dve kategorije legura. Prva kategorija su legure ferosilicijuma vanadijuma, legure druge kategorije su kombinacija prednosti legura ferosilicijuma vanadijuma sa dodatkom nekih elemenata koji se obično koriste za tretiranje rastopa livenog gvožđa, obe kategorije su u skladu sa predmetnim pronalaskom. FeSi V je proizveden kao što je opisano u ovom tekstu korišćenjem vanadijum oksida. Za ostale legure, ostali elementi su dodati FeSi V. To je urađeno u dva koraka; proizvedena je veća serija FeSi V, zatim livena i grubo usitnjena, a zatim pretopljena za dodavanje ostalih elemenata u manjim serijama.

[0085] U sledećoj tabeli 1 prikazane su količine sirovog materijala FeSi75 (grudast) i V2O5(prah) za tri ispitivanja proizvodnje FeSi V. Pored toga, date su količine kreča (CaO) za modifikovanje šljake i ukupan Al u sistemu. Temperatura (T) je podešena da bude iznad tačke topljenja FeSi V legure pre dodavanja V2O5. Istopljena legura ferosilicijuma je mešana tokom dodavanja V2O5, kreča i bilo kog aluminijuma. Proizvedeni sastav je dat u desnom delu tabele. Prilikom točenja važno je da se čistoća proizvedene legure FeSi V odvoji šljaka i metal.

Tabela 1: Proizvodnja legure FeSi V

[0086] U sledećoj tabeli 2 prikazan je sastav legura ferosilicijuma koje sadrže vanadijum sa dodatnim elementima koji se najčešće koriste za tretman topljenja livenog gvožđa. Legura ferosilicijuma vanadijuma je prvo proizvedena prema gore opisanom postupku, zatim su različiti elementi legirani u rastop i ove nastale legure ferosilicijum vanadijuma prema pronalasku su označene kao "legure" zbog jednostavnosti.

Tabela 2: Hemijska analiza proizvedenih legura ferosilicijuma koje sadrže V

Primer 2. Poređenje ponašanja rastvaranja FeSi V legura u odnosu na FeV80

[0087] Ponašanje rastvaranja FeSi V legura upoređeno je sa ponašanjem rastvaranja FeV80 u rastopljenom gvožđu na temperaturi od 1400 °C i 1500 °C. Koncentracije ugljenika i silicijuma u topljenju gvožđa bile su 3,6 mas.% i 2,2 mas.%, respektivno. Vreme rastvaranja se može meriti različitim tehnikama poznatim iz literature. Primeri bi bili povezivanje ćelije za opterećenje sa ferolegurom i merenje gubitka mase [Gourtsoyannis i dr., 1984] ili uzimanje uzoraka taline livenog gvožđa u fiksnim intervalima i analiziranje sadržaja elementa [Argyropoulus, 1983]. Postupci u referencama su opisane za merenje vremena rastvaranja u čeliku; isti princip se može primeniti za merenje vremena rastvaranja u topljenju gvožđa.

[0088] Pozivanje se daje na Sliku 1 koja prikazuje vreme rastvaranja na 1400 °C. Na 1400 °C, komadi FeV80 veličine između 7 i 18 mm su praćeni oko 3 minuta, ali se uopšte nisu rastvorili i stoga nisu predstavljeni na dijagramu. Dakle, vreme rastvaranja FeSi V legura je mnogo manje od onog za FeV80.

[0089] Pozivanje se daje na Sliku 2 gde se vidi da je izmereno vreme rastvaranja za FeV80 bilo 2 puta duže za grudve do 20 mm od vremena rastvaranja FeSiV18 (FeSi V sa oko 18 mas.% V). Za veće veličine grudvica razlika bi bila još veća.1500 °C je standardna temperatura točenja iz peći i svi procesi nakon točenja bi bili na nižoj temperaturi i između 1300 °C i 1400 °C za korak inokulacije.

Primer 3. Prinos vanadijuma

[0090] FeSi V legure su korišćene u koraku inokulacije tokom proizvodnje livenog gvožđa. Talina je zagrevana indukcijom, tretirana nodularizatorom pre nego što je izlivena u šest kutlača za prelivanje. Pre prelivanja, legure su dodavane na dno kutlača za izlivanje. Sve legure su usitnjene do iste veličine 1-3 mm. Količina gvožđa koja se sipa u svaku kutlaču bila je ista. Temperatura gvožđa u kutlači za nodularizator neposredno pre sipanja u kutlače za izlivanje bila je 1424 °C. Rastop je držan u kutlačama za izlivanje 1 i 5 minuta, a zatim je izliven u peščani kalup. Pre izlivanja novčić je uzet za hemijsku analizu u ArcSpark-OES spektrometru.

[0091] Kao što se može videti u Tabeli 3, legure FeSi V su potpuno asimilovane u rastop posle 1. minuta uz potpuni oporavak vanadijuma, dok je oporavak vanadijuma iz FeV80 bio samo 63 % posle 5 minuta.

Tabela 3: Prinos vanadijuma

Primer 4. Proizvodnja legura niobijuma koje sadrže ferosilicijum

[0092] Pripremljeno je osam talina za proizvodnju FeSi Nb legura prema predmetnom pronalasku. Proizvedene su dve kategorije legura. Prva kategorija su legure ferosilicijuma niobijuma, legure druge kategorije su kombinacija prednosti legura ferosilicijuma niobijuma sa dodatkom nekih elemenata koji se obično koriste za tretiranje rastopa livenog gvožđa, obe kategorije su u skladu sa predmetnim pronalaskom. FeSi Nb je proizveden kao što je opisano u ovom tekstu korišćenjem niobijum oksida. Za ostale legure, ostali elementi su dodati FeSi Nb. Urađeno je u dva koraka, proizvedena je veća serija FeSi Nb, zatim livena i grubo usitnjena, a zatim pretopljena za dodavanje ostalih elemenata u manjim serijama.

[0093] Sledeća tabela 4 prikazuje količine sirovog materijala FeSi75 i Nb2O5(u obliku finog praha) za tri ispitivanja proizvodnje FeSi Nb. Pored toga, date su količine kreča (CaO) za modifikovanje šljake i ukupan Al u sistemu. Temperatura (T) je podešena da bude iznad tačke topljenja FeSi Nb legure pre dodavanja Nb2O5. Istopljena legura ferosilicijuma je mešana tokom dodavanja Nb2O5, kreča i bilo kog aluminijuma. Proizvedeni sastav je dat u desnom delu tabele. Prilikom točenja važno je za čistoću proizvedene legure FeSi Nb da odvoji šljaku i metal.

Tabela 4: Proizvodnja legure FeSi Nb

[0094] U sledećoj tabeli 5 prikazan je sastav legura ferosilicijuma koje sadrže niobijum sa dodatnim elementima koji se najčešće koriste za tretman topljenja livenog gvožđa. Legura ferosilicijuma niobijuma sa ciljnim nivoom Nb od 30 mas. % je prvo proizvedena prema iznad opisanom postupku, zatim su različiti elementi legirani u rastop i ove nastale legure ferosilicijuma niobijuma prema pronalasku su označene kao "legure" iz razloga jednostavnosti.

Tabela 5: Hemijska analiza proizvedenih legura ferosilicijuma koje sadrže Nb.

Primer 5. Poređenje ponašanja rastvaranja FeSi Nb legura u odnosu na FeNb65

[0095] Ponašanje rastvaranja FeSi Nb legura upoređeno je sa ponašanjem rastvaranja FeNb65 u rastopljenom gvožđu na temperaturi od 1500°C. Koncentracije ugljenika i silicijuma u topljenju gvožđa bile su 3,6 mas.% i 2,2 mas.%, respektivno.

[0096] Kao što se može videti na Slici 3, vreme rastvaranja legura FeSi Nb je kraće od vremena rastvaranja FeNb65.1500 °C je standardna temperatura točenja iz peći i svi procesi nakon točenja bi bili na nižoj temperaturi i između 1300 °C i 1400 °C za korak inokulacije. Na nižoj temperaturi, veće vreme rastvaranja FeNb65 između različitih legura bilo bi još jasnije.

Primer 6. Prinos niobijuma

[0097] Nb se obično dodaje u liveno gvožđe pomoću FeNb dodavanjem u peć zbog visoke tačke topljenja. Svrha posedovanja Nb kao dela FeSi legure je da se ima legura sa nižom tačkom topljenja, što bi moglo olakšati dodavanje kasnije u procesu. Ovo je testirano dodavanjem legura koje sadrže Nb u koraku inokulacije tokom proizvodnje livenog gvožđa.

Brzina dodavanja različitih legura koje sadrže Nb je podešena da isporuči istu količinu Nb u gvožđe, u ovom slučaju 0,20 mas.%. Ispitivanje je takođe obavljeno na dve temperature; 1500 °C i 1440 °C da biste proverili da prinos nije bio problem na nižim temperaturama. Temperatura točenja od 1500 °C znači vršnu temperaturu od oko 1420 °C za rastvaranje legura koje sadrže Nb, dok temperatura točenja od 1440 °C znači vršnu temperaturu od oko 1350 °C za rastvaranje legura koje sadrže Nb. Legure se dodaju na dno kutlača za prelivanje i drže 1 minut pre livenja. Veličina legura je bila ista za sve livačke kutlače u oba ispitivanja, 1-3 mm.

[0098] Ispitivanje postavljeno za testiranje sa temperaturom točenja od 1500°C može se videti u tabeli 6 ispod.

Tabela 6: Postavljeno ispitivanje za ispitivanje prinosa Nb sa temperaturom točenja od 1500 °C

[0099] Ispitivanje je ponovljeno za FeNb, FeSiNb30 i leguru 8 sa nižom temperaturom točenja; 1440 °C i probni set je prikazan u tabeli 7 ispod.

Tabela 7: Postavljeno ispitivanje za ispitivanje prinosa Nb sa temperaturom točenja od 1440 °C

[0100] Kao što se može videti iz rezultata u tabelama 6 i 7, znatno veći prinos za Nb je postignut sa FeSi legurama sa Nb u poređenju sa legurom FeNb. Za legure na bazi FeSi koje sadrže Nb, prinos Nb iznad 80 % se postiže pri temperaturi odvajanja od 1500 °C, dok se sa FeNb postiže samo prinos od 8 %. Na nižoj temperaturi točenja od 1440 °C, prinos Nb legura FeSi sa Nb opada na oko 70 %, dok je prinos Nb od 16 % primećen kod FeNb.

Primer 7. Proizvodnja legura niobijuma i vanadijuma koji sadrže ferosilicijum i legura niobijuma, vanadijuma i molibdena

[0101] Pripremljen je jedan rastop za proizvodnju FeSi V Nb legure prema predmetnom pronalasku. U sledećoj tabeli 8 prikazane su količine sirovog materijala FeSi75, V2O5i Nb2O5.

[0102] Pored toga, date su količine kreča (CaO) za modifikovanje šljake i ukupan Al u sistemu. Temperatura (T) je podešena da bude iznad tačke topljenja FeSi V Nb legure pre dodavanja V2O5i Nb2O5. Istopljena legura ferosilicijuma je mešana tokom dodavanja V2O5, Nb2O5., kreča i bilo kog aluminijuma. Proizvedeni sastav je dat u desnom delu tabele. Prilikom točenja važno je za čistoću proizvedene legure FeSi V Nb da odvoji šljaku i metal.

[0103] Dodatna legura je napravljena dodavanjem FeMo65 pored vanadijuma i niobijum oksida da bi se dobila legura FeSi V Nb Mo. FeMo65 ima 65 mas.% Mo. Količine sirovina koje se koriste za proizvodnju i sastav legure FeSi V Nb Mo prikazani su u Tabeli 9.

Tabela 8: Proizvodnja i sastav legure FeSi V Nb

Tabela 9: Proizvodnja i sastav legure FeSi V Nb Mo

Primer 8. Poređenje ponašanja rastvaranja FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo legura u odnosu na FeNb65 i FeV80

[0104] Ponašanje rastvaranja FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo legura upoređeno je sa ponašanjem rastvaranja FeNb65 i FeSiV80 u kadi od gvožđa na temperaturi od 1500 °C. Koncentracije ugljenika i silicijuma u topljenju gvožđa bile su 3,6 mas.% i 2,2 mas.%, respektivno. Pozivajući se na Sl.4, očigledno je da su vremena rastvaranja FeSi Nb V i FeSi Nb V Mo niža od onih za FeV80 i FeNb65.

Primer 9. Proizvodnja FeSi V iz FeSiCr/FeSiMn

[0105] Počevši od FeSi legura koje sadrže Mn i Cr kao legirne elemente sa sadržajem Mn ili Cr od 5 mas. %, rezultiraće FeSi V legurama sa sastavima kao što je navedeno u tabeli 10 ispod.

Tabela 10: Količina FeSiMn/FeSiCr, vanadijum oksida, kreča i nastalih kompozicija legura od dodavanja V2O5u FeSiMn ili FeSiCr.

[0106] Pripremljeno je dalje ispitivanje za proizvodnju FeSi V legura prema predmetnom pronalasku koristeći FeSiMn kao sirovinu. U sledećoj tabeli 11 prikazane su količine sirovog materijala FeSiMn i V2O5za dve testne proizvodnje FeSi V. Pored toga, date su količine kreča (CaO) za modifikovanje šljake i ukupan Al u sistemu. Istopljena legura je mešana tokom dodavanja V2O5, kreča i bilo kog aluminijuma. Proizvedeni sastav je dat u desnom delu tabele 11.

Tabela 11: Količina FeSiMn, kreč, aluminijum, V2O5. Analize proizvedenih sastava legura.

Primer 10. Merenje gustine odabranih legura

[0107] U tabeli 12 prikazane su izmerene gustine za odabrane legure. Kao što se može videti iz tabele, gustine FeSi V Nb legura prema pronalasku su znatno niže od gustina FeV80 i FeNb65.

Tabela 12: Gustine legure

[0108] Stručnjak u ovoj oblasti shvata da predmetni pronalazak nije ograničen na poželjna otelotvorenja opisana iznad. Stručnjak u ovoj oblasti dalje shvata da su modifikacije i varijacije moguće u okviru priloženih patentnih zahteva. Dodatno, varijacije obelodanjenih otelotvorenja mogu razumeti i izvršiti od strane verzirane osobe u primeni pronalaska za koji se traži, iz ispitivanja obelodanjivanja i priloženih patentnih zahteva.

Claims (24)

Patentni zahtevi

1. Ferosilicijum vanadijum i/ili niobijum, FeSi V i/ili Nb, legura, koja sadrži

15 - 80 mas. % Si;

5 - 35 mas% V i/ili Nb;

do 10 mas% Mo;

do 5 mas. % Cr;

do 3 mas. % Cu;

do 3 mas.% Ni;

do 20 mas.% Mg;

0,01 - 7 mas. % Al;

do 13 mas. % Ba;

0,01 - 7 mas.% Ca;

do 13 mas.% Mn;

do 8 mas. % Zr;

do 12 mas. % La i/ili Ce i/ili mišmetala;

do 5 mas. % Sr;

do 3 mas. % Bi;

do 3 mas. % Sb;

do 1,5 mas. % Ti;

bilans Fe i slučajnih nečistoća.

2. Legura FeSi V i/ili Nb prema patentnom zahtevu 1, gde legura FeSi V i/ili Nb sadrži 15-29 mas.% Si; 5 - 35 mas% V i/ili Nb; do 10 mas% Mo; do 5 mas. % Cr; do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas.% Mg; 0,01 do 7 mas. % Al; do 13 mas. % Ba; 0,01 do 7 mas. % Ca; do 13 mas.% Mn; do 8 mas. % Zr; do 12 mas. % La i/ili Ce i/ili mišmetala; do 5 mas. % Sr; do 3 mas. % Bi; do 3 mas. % Sb; do 1,5 mas. % Ti; bilans Fe i slučajnih nečistoća.

3. FeSi V i/ili Nb legura prema patentnom zahtevu 1, gde FeSi V i/ili legura Nb sadrži od 30 - 50 mas.% Si; od 16 - 35 mas.% V i/ili Nb; do 10 mas% Mo; do 5 mas. % Cr; do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas.% Mg; 0,01 do 7 mas. % Al; do 13 mas. % Ba; 0,01 do 7 mas. % Ca; do 13 mas.% Mn; do 8 mas. % Zr; do 12 mas. % La i/ili Ce i/ili mišmetala; do 5 mas. % Sr; do 3 mas. % Bi; do 3 mas. % Sb; do 1,5 mas. % Ti; bilans Fe i slučajnih nečistoća.

4. FeSi V i/ili Nb legura prema patentnom zahtevu 1, gde FeSi V i/ili legura Nb sadrži od 51 - 80 mas.% Si; 5 - 35 mas% V i/ili Nb; do 10 mas% Mo; do 5 mas. % Cr; do 3 mas. % Cu; do 3 mas.% Ni; do 20 mas.% Mg; 0,01 do 7 mas. % Al; do 13 mas. % Ba; 0,01 do 7 mas. % Ca; do 13 mas.% Mn; do 8 mas. % Zr; do 12 mas. % La i/ili Ce i/ili mišmetala; do 5 mas. % Sr; do 3 mas. % Bi; do 3 mas. % Sb; do 1,5 mas. % Ti; bilans Fe i slučajnih nečistoća.

5. FeSi V i/ili Nb legura prema bilo kom od patentnih zahteva 1-4, koja sadrži do 15 mas.% Mg.

6. FeSi V i/ili Nb legura prema bilo kom od patentnih zahteva 1-5, koja sadrži do 5 mas.% Mo.

7. FeSi V i/ili Nb legura prema bilo kom od patentnih zahteva 1-6, pri čemu legura FeSi V i/ili Nb ima temperaturni opseg topljenja od 1060 do 1640 °C.

8. Legura FeSi V i/ili Nb prema bilo kom od patentnih zahteva 1-7, pri čemu je legura FeSi V i/ili Nb u obliku čestica ili grudvica veličine od 0,06 mm do 50 mm.

9. Legura FeSi V i/ili Nb prema patentnom zahtevu 8, gde su čestice ili grudvice FeSi V i/ili Nb obložene ili pomešane sa bizmut oksidom, i/ili bizmut sulfidom, i/ili antimon sulfidom, i/ili antimon oksidom, i/ili drugim oksidom metala, kao što je drugi metalni oksid, i/ili drugi metalni sulfid ili oksid gvožđa.

10. Legura FeSi V i/ili Nb prema bilo kom od patentnih zahteva 1-9, pri čemu je legura FeSi V i/ili Nb aditiv za upotrebu u proizvodnji livenog gvožđa.

11. Postupak za proizvodnju legure ferosilicijuma vanadijuma i/ili niobijuma (FeSi V i/ili Nb) prema bilo kom od patentnih zahteva 1-10, postupak obuhvata:

- obezbeđivanje legure ferosilicijuma u rastopljenom stanju;

- dodavanje sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid u rastopljenu leguru ferosilicijuma, pri čemu se sirovina koja sadrži vanadijum oksid i/ili sirovina koja sadrži niobijum oksid dodaje u količini (po masi) koja u suštini obezbeđuje ciljnu količinu elementarnog vanadijuma i/ili težine niobijuma i/ili niobijuma (po masi svih niobijuma) i/ili niobijuma;

- mešanje i reagovanje rastopljene legure ferosilicijuma i vanadijum oksida iz sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili niobijum oksida iz sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid, čime se formira rastopljen FeSi V i/ili legure Nb i šljaka; - odvajanje šljake od navedenog rastopa; i

- očvršćavanje ili livenje rastopljene legure FeSi V i/ili Nb.

12. Postupak prema patentnom zahtevu 11, gde se rastopljena legura ferosilicijuma dobija direktno iz redukcione peći, pri čemu se ferosilicijum proizvodi od sirovina prema konvencionalnim postupcima.

13. Postupak prema patentnom zahtevu 11, gde se rastopljena legura ferosilicijuma dobija ponovnim topljenjem punjenja legure ferosilicijuma.

14. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-13, gde sirovi materijal koji sadrži vanadijum oksid je jedna ili više faza vanadijum oksida odabranih od vanadijum(II) oksida, vanadijum(III) oksida, vanadijum(IV) oksida, vanadijum(V) oksida i/ili drugog ne-primarnog materijala vanadijum oksida i/ili niobijum oksida sirovog materijala je jedan ili više faza niobijum oksida odabranih između niobijum(II) oksida, niobijum(III) oksida, niobijum(IV) oksida, niobijum(V) oksida i/ili drugih ne-primarnih oksida niobijuma.

15. Postupak prema patentnom zahtevu 14, gde je faza vanadijum oksida vanadijum(V) oksid, V2O5i/ili vanadijum(III) oksid, V2O3i/ili niobijum oksidna faza je niobijum(V) oksid, Nb2O5i/ili niobijum(III) oksid, Nb2O3.

16. Postupak prema patentnom zahtevu 14 ili 15, pri čemu sirov materijal koji sadrži vanadijum oksid dalje sadrži industrijski otpadni materijal ili rudu koja sadrži vanadijum oksid, i/ili sirovina koja sadrži niobijum oksid dalje sadrži industrijski otpadni materijal ili rudu koja sadrži niobijum oksid.

17. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-16, gde se rastopljenoj leguri ferosilicijuma dodaje jedinjenje za modifikaciju šljake u količini od 0,5 - 30 mas.%, na osnovu ukupne količine legure ferosilicijuma i vanadijum oksida i/ili niobijum oksida.

18. Postupak prema patentnom zahtevu 17, gde je jedinjenje koje modifikuje šljaku najmanje jedno od CaO i MgO.

19. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-18, gde istopljena početna legura ferosilicijuma sadrži:

40 - 90 mas. % Si;

do 0,5 mas.% C;

0,01 - 7 mas. % Al;

do 6 mas. % Ca;

do 1,5 mas. % Ti;

do 15 mas.% Mn;

do 10 mas. % Cr;

do 10 mas. % Zr;

do 15 mas. % Ba;

do 0,3 mas. % P;

do 0,5 mas. % S;

ravnoteža je Fe i slučajne nečistoće.

20. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-19, koji dalje obuhvata dodavanje aluminijuma u ferosilicijum rastopljen, pre, istovremeno ili posle dodavanja sirovog materijala koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirovog materijala koji sadrži niobijum oksid, u količini do 10 mas. %, na osnovu ukupne količine ferosilicijuma i vanadijum oksida i/ili niobijum oksida.

21. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-20, pri čemu se rastopljena legura ferosilicijuma i sirovi materijal koji sadrži vanadijum oksid i/ili sirov materijal koji sadrži niobijum oksid, i bilo koje dodato jedinjenje za modifikovanje aluminijuma i/ili šljake, mešaju se mehaničkim mešanjem ili mešanjem gasa.

22. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-21, gde se šljaka odvaja pre ili tokom livenja rastopljene legure ferosilicijuma vanadijuma i/ili niobijuma.

23. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 11-22, pri čemu se očvrsli liveni FeSi V i/ili Nb formiraju u blokove ili se drobe i opciono se klasifikuju u frakcijama veličine ili aglomerišu.

24. Upotreba FeSi V i/ili Nb legure, prema patentnim zahtevima 1-10, kao aditiva u proizvodnji livenog gvožđa koji sadrži vanadijum i/ili niobijum.