·1826· 工程科学学报，第39卷，第12期 1.8 --全钒--钒损 。-全钒一·一冷却速度 160 70 1.6 140 15 自然冷却 14 1209 1.2 60 0.9 80 50 1.0 0.6 0.8 40 0.3 40 40 4550 55 2345678910111213 渣层厚度/cm 保温层厚度/cm 图5渣层厚度对浇铸渣中TV质量分数及渣中钒损的影响 图7保温层厚度对降温梯度及浇铸渣中TV质量分数的影响 Fig.5 Effect of liquid-slag thickness on the mass content of TV and Fig.7 Effect of insulation thickness on the mass content of TV and vanadium loss in casting slag cooling gradient in casting slag 铸过程渣金分离时间，有利于合金沉降，使得渣中TV 3 结论 含量从1.96%大幅降低到1.08% (1)浇铸渣底部存在部分未完全沉降的钒铁初级 2.1 -。一全钒-·-黏度 0.60 合金，导致浇铸渣底层TV含量显著高于上层，说明 1.8 FeV50合金浇铸出铁过程存在明显的渣金混熔现象. 0.55 (2)斯托克斯沉降分析结果表明，合金沉降速度 1 0.50 随合金粒度的增加而增大，随熔渣黏度的增加而减小. 1.2 0.45 1850℃，渣层厚度50mm,熔渣组成65.2%Al,03、 15.5%Ca0、14.6%Mg0、l.9%Fe,0,、0.9%Si02时， 0.9 0.40 粒径100um的合金沉降时间及熔渣上浮时间分别为 18001825 1850187519001925 24.9和1.2min.若能够控制颗粒合金顺利沉降，就不 温度℃ 会发生合金夹渣. 图6浇铸温度对渣中TV含量及黏度的影响 (3)浇铸工艺试验结果表明，降低熔渣黏度及熔 Fig.6 Effect of casting temperature on the content of TV and viscosi- 点，减少浇铸出渣量，提高出渣温度，有利于合金沉降. ty in slag 当渣层厚度35cm,浇铸温度1900℃、锭模保温层厚度 9cm时，浇铸渣中平均TV质量分数由1.39%降低至 2.3.4保温制度 0.58%,浇铸渣中钒损从72.7%降低到29.9%. 保温浇铸不仅能够延长铸后渣金凝固时间，较小 的降温梯度还有利于促进合金晶粒长大叼，从而改善 合金破碎性能.图7为浇铸温度1850℃，浇铸渣层厚 参 考文献 度50cm,2熔渣组成条件下保温浇铸对合金沉降的影 [Sun Z H.Analysis on new vanadium technologies and prospects of 响.由图可知，自然冷却条件下，渣中平均TV质量分 vanadium industry.Iron Steel Van Tit,2012,33(1):1 数为1.43%.随着保温层厚度从3增加到12cm,浇铸 (孙朝晖.钒新技术及钒产业发展前景分析.钢铁钒钛， 降温梯度从160.0降低到68.0℃h1,对应渣中TV 2012,33(1):1) 质量分数则从1.38%降低到0.86%. 2] Ulmer U,Asano K,Patyk A,et al.Cost reduction possibilities of vanadium-based solid solutions-microstructure,thermodynamic, 2.3.5稳定试验 cyclic and environmental effects of ferrovanadium substitution.I 经过合金浇铸沉降过程的影响因素分析，优化浇 Alloy Compd,2015,648:1024 铸工艺参数为：浇铸渣层厚度35cm,浇铸保温层厚度 B]Chen Z Y.Development status and prospects of vanadium industri- 9cm,出渣温度1900℃.熔渣主要成分A20,60%~ al in the world.Chin J Rare Metal,1991(2):128 65%、Ca015%-20%、Mg09%~15%,无Caf2.当热 (陈镇源.世界钒工业的发展现状及前景.稀有金属，1991 渣TV质量分数为1.4%~1.5%的条件下，进行稳定 (2):128) 试验.试验结果表明，浇铸冷渣TV质量分数范围为 4]Yang SZ.Vanadium Metallurgy.Beijing:Metallurgical Industry Press,2010 0.53%~0.76%,均值从1.39%降低到0.58%，浇铸 (杨守志.钒治金.北京：治金工业出版社，2010) 渣钒损从72.7%降低到29.9%. [5]Rohrmann B.Vanadium in South Africa.S Afr Inst Min Metall,工程科学学报，第 39 卷，第 12 期 图 5 渣层厚度对浇铸渣中 TV 质量分数及渣中钒损的影响 Fig． 5 Effect of liquid-slag thickness on the mass content of TV and vanadium loss in casting slag 铸过程渣金分离时间，有利于合金沉降，使得渣中 TV 含量从 1. 96% 大幅降低到 1. 08% ． 图 6 浇铸温度对渣中 TV 含量及黏度的影响 Fig． 6 Effect of casting temperature on the content of TV and viscosi￾ty in slag 2. 3. 4 保温制度 保温浇铸不仅能够延长铸后渣金凝固时间，较小 的降温梯度还有利于促进合金晶粒长大［17］，从而改善 合金破碎性能． 图 7 为浇铸温度 1850 ℃，浇铸渣层厚 度 50 cm，2# 熔渣组成条件下保温浇铸对合金沉降的影 响． 由图可知，自然冷却条件下，渣中平均 TV 质量分 数为 1. 43% ． 随着保温层厚度从 3 增加到 12 cm，浇铸 降温梯度从 160. 0 降低到 68. 0 ℃·h － 1，对应渣中 TV 质量分数则从 1. 38% 降低到 0. 86% ． 2. 3. 5 稳定试验 经过合金浇铸沉降过程的影响因素分析，优化浇 铸工艺参数为: 浇铸渣层厚度 35 cm，浇铸保温层厚度 9 cm，出渣温度 1900 ℃ ． 熔渣主要成分 Al2O3 60% ～ 65% 、CaO 15% ～ 20% 、MgO 9% ～ 15% ，无 CaF2 ． 当热 渣 TV 质量分数为 1. 4% ～ 1. 5% 的条件下，进行稳定 试验． 试验结果表明，浇铸冷渣 TV 质量分数范围为 0. 53% ～ 0. 76% ，均值从 1. 39% 降低到 0. 58% ，浇铸 渣钒损从 72. 7% 降低到 29. 9% ． 图 7 保温层厚度对降温梯度及浇铸渣中 TV 质量分数的影响 Fig． 7 Effect of insulation thickness on the mass content of TV and cooling gradient in casting slag 3 结论 ( 1) 浇铸渣底部存在部分未完全沉降的钒铁初级 合金，导致浇铸渣底层 TV 含量显著高于上层，说明 FeV50 合金浇铸出铁过程存在明显的渣金混熔现象． ( 2) 斯托克斯沉降分析结果表明，合金沉降速度 随合金粒度的增加而增大，随熔渣黏度的增加而减小． 1850 ℃，渣 层 厚 度 50 mm，熔 渣 组 成 65. 2% Al2O3、 15. 5% CaO、14. 6% MgO、1. 9% Fe2O3、0. 9% SiO2 时， 粒径 100 μm 的合金沉降时间及熔渣上浮时间分别为 24. 9 和 1. 2 min． 若能够控制颗粒合金顺利沉降，就不 会发生合金夹渣． ( 3) 浇铸工艺试验结果表明，降低熔渣黏度及熔 点，减少浇铸出渣量，提高出渣温度，有利于合金沉降． 当渣层厚度 35 cm，浇铸温度 1900 ℃、锭模保温层厚度 9 cm 时，浇铸渣中平均 TV 质量分数由 1. 39% 降低至 0. 58% ，浇铸渣中钒损从 72. 7% 降低到 29. 9% ． 参 考 文 献 ［1］ Sun Z H． Analysis on new vanadium technologies and prospects of vanadium industry． Iron Steel Van Tit，2012，33( 1) : 1 ( 孙朝晖． 钒新技术及钒产业发展前景分析． 钢 铁 钒 钛， 2012，33( 1) : 1) ［2］ Ulmer U，Asano K，Patyk A，et al． Cost reduction possibilities of vanadium-based solid solutions-microstructure， thermodynamic， cyclic and environmental effects of ferrovanadium substitution． J Alloy Compd，2015，648: 1024 ［3］ Chen Z Y． Development status and prospects of vanadium industri￾al in the world． Chin J Ｒare Metal，1991( 2) : 128 ( 陈镇源． 世界钒工业的发展现状及前景． 稀有金属，1991 ( 2) : 128) ［4］ Yang S Z． Vanadium Metallurgy． Beijing: Metallurgical Industry Press，2010 ( 杨守志． 钒冶金． 北京: 冶金工业出版社，2010) ［5］ Ｒohrmann B． Vanadium in South Africa． J S Afr Inst Min Metall， · 6281 ·