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《钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢的理论及技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢的理论及技术第21卷第l期2006年2月中圈鸽毋China"TungstenIndustryV0I.21,No.IFeb.2oo6文章编号:1009—0622(2006)01—0013—06钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢的理论及技术周勇,李正邦(钢铁研究总院工艺所,北京100081)捅要:对用白钨矿,氧化钼和v:O直接合金化冶炼高速钢进行了热力学和动力学的计算和分析.在理论研究的基础上,进行了用白钨矿,氧化铜和V直接合金化冶炼高速钢的工业试验.在工业试验中开发了装入制度,碱度控制,渣量控制等技术.工业试验获得成功,采用白钨矿,氧化
2、钼,v'0冶炼M2高速钢合金化率达13%.合金元素w,Mo,V的收得率分别达95.25%,98.01%,90.72%;所获得的钢材质量良好.直接合金化工艺较铁合金冶炼M2高速钢成本降低6813.5元/t.关键词:直接合金化;高速钢;氧化物矿中图分类号:TF741.8;TF763*.3文献标识码:A0引言1钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高钨,钼,钒元素是我国重要的战略资源,它们大部分都消耗在钢铁工业上,用于生产合金钢.长期以来,高速钢的冶炼采用加入铁合金进行合金化的生产方式,需要生产大量的铁合金.而铁合金的生产工艺落后,消耗大量的资源和能源.造成严重的环境污染.采用白钨矿
3、,氧化fH~Hv,_o直接合金化冶炼高速钢可以省去生产钨铁,钼铁和钒铁的工序,消除铁合金生产带来的弊端,创造明显的经济效益和社会效益,为传统的高速钢生产工艺注入新的活力.国内外许多冶金工作者正在致力于此项研究,但到目前为iL,由于对该工艺的理论研究还未透彻,尚存在一些技术上的问题,因此有必要进一步深入研究.本文对钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢工艺进行理论研究.运用热力学原理对氧化物矿直接合金化冶炼高速钢工艺过程进行了系统的分析和计算,运用冶金动力学理论研究了该工艺过程的反应机理和速度控制环节.为实现钨钼钒氧化物矿直接合金化冶炼高速钢lT艺的优化提供了理论依据.速钢
4、的热力学分析白钨矿是以CaW0结构形式存在,钼精矿中硫含量太高,经氧化焙烧后变成氧化钼,主要化学成分是MoO3.在本工艺中使用工业V20,其纯度为99%.为将氧化物矿还原,需要选择合适的还原剂.热力学计算能确定反应进行的方向和限度.在此研究不同的还原剂和CaWO,MoO,,V20反应的标准吉布斯自由能变和实际自由能变.为选择还原剂提供依据.根据文献fl】中的热力学数据,可以计算出高温状态下CaWO还原反应的标准吉布斯自由能变:CaWO4(1)+3/2[Si]=[W]+(CaO)+3/2(SiO2),,,△C1~=--163873+11.89T(J)CaWO4(1)+3
5、【C】:=【W]+(Ca0)+3C0…&G20=637160--437.94T()CaWO4(1)+2[A1]=【W1+(Ca0)+A1203(s)…AG3~:一569764+101.80T(3)CaW04(1)十SiC(s)=+(CaO)+(SiO2)+c0aG4~=181051—271.63T(4)收稿日期:2006—01—10基金项目:国家"863"高科技计划项目(2003AA33x030):国家自然科学基金资助项目(50374033)作者简介:周勇(1978一),男,湖北武穴人,钢铁研究总院士生.从事氧化物矿直接还原技术研究;李正邦(1933一),男.
6、江苏杨州人,中国工程院院士,钢铁研究总院教授,中国钨业协会副会长.主要从事氧化物矿直接还原技术研究.14中圈鹆擘第21卷高温状态下MoO还原反应的标准吉布斯自由能变:MoO3(1)+3,2【Si】=【M0】+3,2(SiO2)…AG?一527145+97.03TL3MoO3(1)+3【C】=IM0]+3CO…AG6+--273888—352.78TMoO3(1)+2【Al】=【M0]+Al203(s)…△C一933036+186.94TL,MoO3(1)+SiC(s)=【M0】+(SiO2)+CO.…AG,*---一154230—212.72T()v2o5的还原为逐级
7、还原:VO5叶VO2V2O3v0__+v,其中V2o5__+V02和VO厂+V2o的还原是非常容易的.在还原性气氛下,有下面的反应发生:V2o5(s)+CO(g)=2VO2(s)+CO2(g),n,AGg~=一177485+8.995TL2VO2(s)+CO(g)=V203(s)+CO2(g)(1O)△Gl~=-69375+10.88T'反应(9),(1O)在达到平衡状态时,体系(R0+Pc.)和温度的关系如图1所示,可见极弱的还原性气氛就可以使还原进行下去,因此在电炉还原性气氛下,V0将还原成V203.本工艺在电炉还原期加入v2o5,渣呈碱性,而在
