Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Ванадий был открыт в 1801 г. мексиканским минералогом дель Рио в пробах свинцовой руды месторождения Цимапан. За ярко-красную окраску, которую приобретала при нагревании растворы солей нового элемента, ему было присвоено название «Эритроний». В дальнейшем дель Рио согласился с ошибочным заключением французского химика Колле-Декостеля, считавшего, что за новый элемент приняты загрязненные примесями образцы хрома.
В 1830 г. Сефстрем (Швеция), анализируя пробы железной руды месторождения Таберг, обнаружил в них присутствие нового элемента, названного им по имени бога скандинавской мифологии «Ванадием». В том же году Ф. Велер (Германия) установил тождество открытий Сефстрема и дель Рио.
Химические свойства нового элемента изучил в 1860 г. английский химик Роско. Он же в 1867 г. впервые Получил небольшое количество серебристо-белого металлического порошка путем восстановления VCl2 водородом. В дальнейшем были предприняты многочисленные попытки выделения чистого ванадия, однако в следствие трудности получения металла с достаточно низким содержанием углерода, водорода, кислорода, азота и других примесей все они заканчивались получением хрупких образцов. Представление о ванадии как о хрупком металле было опровергнуто лишь в 1927 г., когда Мардену и Ричу в одном удачном эксперименте восстановления пятиокиси ванадия кальцием удалось получить несколько корольков мягкого пластичного металла.
До конца прошлого столетия применение ванадия ограничивалось использованием небольших количеств его солей в качестве красителей.
Промышленное значение металл приобрел лишь в результате выявления в период 1896—1900 гг. положительного влияния ванадия на свойства стали. С этого времени ванадий широко применяется в металлургической промышленности в качестве легируюшей добавки. Применение ванадия в других отраслях промышленности вплоть до настоящего времени остается ограниченным и составляет всего 5—10% от общего объема производства (ванадиевые катализаторы, красители, ядохимикаты). Например, в США распределение израсходованного ванадия по различным назначениям выражалось в 1956 г. следующими величинами:
В сталелитейной промышленности России используется феррованадий, в котором ГОСТ предусматривают содержание ванадия в пределах от 35 до 45%. В первом сорте сплава (марка VI) допускается следующее содержание примесей (не более): 0,75% С, 2,50% Si, 0,10% Р, 0,10% S, 1,0% Al. Принятый в России стандарт на феррованадий отвечает интервалу составов в системе железо—ванадий, обладающих минимальной температурой плавления (рис. 1).
Промышленное производство феррованадия в России было начато в январе 1936 г. В отличие от США и других зарубежных стран СССР не располагал высокованадиевыми концентратами специальных ванадиевых руд, а был вынужден разрабатывать промышленные методы выделения из бедного по ванадию железорудного сырья. Переработка ванадийсодержащих железных руд, только ради десятых долей процента содержащегося в них ванадия, нерентабельна и может быть экономически оправдана лишь в случае увязки технологии извлечения ванадия с общей металлургической схемой передела руд.
К решению этой задачи была привлечена большая группа советских исследователей.
В результате разработки в 1931 г. ковшового метода извлечения ванадия из керченских чугунов (Ленинградский Институт металлов, инж. И. Л. Лурье) и метода химической переработки ванадиевых шлаков (Государственный Институт редких металлов, проф. М.Н. Соболев) при металлургическом заводе нм. Войкова в Керчи был построен и в январе 1933 г. введен в эксплуатацию первый в СССР опытный ванадиевый цех, предназначенный для выпуска в год 72 т ванадата кальция, содержащего 25% V2O5.
Одновременно проводились работы по изысканию технологии извлечения ванадия из наиболее разведанных в то время титаномагнетитовых месторождений Урала. В качестве исходных были приняты руды Кусинского месторождения. Метод получения ванадиевых чугунов, предусматривавший ведение доменного процесса на агломерированном магнетитовом концентрате, был разработан проф. Н.А. Шадлуном (Уральское отделение Института прикладной минералогии) и проверен в 1932 г, на Нижне-Тагильском металлургическом заводе.
Исследования сопровождались разработкой метода передела ванадистых чугунов, обеспечивающего возможность получения ванадиевых шлаков. В 1931 г. бригада Института прикладной минералогии и Ленинградского института металлов (инж. К.X. Тагиров и С.В. Дричек) на заводе им. Петровского провела опытную продувку ванадистых чугунов в кислом конвертере, а в 1932 г. инж. И.Л. Лурье и А.Д. Ходыко осуществили на Нижне-Тагильском заводе принятый в дальнейшем к внедрению процесс получения ванадиевых шлаков в основной мартеновской печи.
Метод химической переработки мартеновского ванадиевого шлака (проф. М.Н, Соболев, инж. К.А. Большаков и Н.С. Красильников) был опробован в 1934 г. на опытной установке Керченского завода им. Войкова Позднее работниками химического цеха Чусовского металлургического завода был разработан, а в 1936 г. успешно опробован несколько отличный метод химической переработки шлаков, внедренный затем в производство.
В 1934 г. в Московском институте стали совместно с Гиредметом (инж. В.А. Языков, В.С. Мозговой, К.А. Большаков) был разработан метод выплавки феррованадия из ванадата кальция, предусматривавший восстановление окислов ванадия кремнием в электропечи.
Обогащение кусинской руды и агломерация концентрата были организованы на расширенной в 1935 г. Гороблагодатской фабрике.
В качестве производственной базы с законченным циклом ванадиевого передела был избран Чусовской металлургическим завод, где в течение 1935 г. был построен ванадиевый цех, состоящий из химического и электрометаллургического отделений. Проектная производительность этого цеха — 500 т 40%-ного феррованадия в год.
В разработке промышленных методов извлечения ванадия из железорудного сырья СССР обладает бесспорным приоритетом.
Завод «Фольклингер-Хютте» (Западная Германия), который первым среди других немецких заводов организовал извлечение ванадия из томасовского чугуна, полностью воспользовался технологией, принятой в 1931 г. на Керченском металлургическом заводе им. Войкова. Полупромышленные опыты на заводе «Фольклингер-Хютте» были начаты в 1933 г., а внедрение технологии в производство осуществлено в 1935 г.