Аннотация. Рассмотрены вопросы углеродосиликотермического восстановления ванадия из его пентаоксида, содержащегося в конвертерном ванадиевом шлаке, при обработке им стали на агрегате печь-ковш. Приведены физико-химическая модель процесса и результаты термо-динамического моделирования, которые позволили определить оптимальные расходы шлака и восстановителей для практически полного восстановления ванадия из ванадиевого конвертерного шлака. Одновременная продувка стали газообразным азотом в процессе ее леги-рования ванадием приводит к более полному извлечению этого элемента и получению упрочняющих фаз -карбидов и карбонитридов ванадия. Азот, растворенный в металле, взаимодействует на наноуровне с восстановленным ванадием, его карбидом, образуя нитриды и карбонитриды ванадия.Ключевые слова: углеродосиликотермическое восстановление, конвертерный ванадиевый шлак, физико-химическая модель, термодинамиче-ское моделирование, карбонитрид ванадия, азот. 10.17073/0368-0797-2015-8-557-560 В связи с возрастанием мощностей технологичес-ких агрегатов, увеличением нагрузок на инженерные сооружения, эксплуатацией механизмов и сооружений в экстремальных условиях (пониженные и повышен-ные температуры, высокая сейсмоактивность, повы-шенная коррозия) к применяемым материалам, в пер-вую очередь к стали, предъявляются все более высокие требования.
DOI:Одним из наиболее эффективных способов повы-шения качества металла является его дисперсионное упрочнение, позволяющее при оптимальном подборе типа упрочняющих фаз и их количества сочетать высо-кую прочность с достаточной пластичностью. Такими упрочняющими фазами являются карбиды и карбонит-риды ряда элементов, в том числе ванадия [1,2].При легировании стали ванадием основными вана-дийсодержащими материалами являются феррована-дий, сплавы и лигатуры, получаемые непосредственно из ванадиевого шлака; ванадиевый чугун; конвертер-ный ванадиевый шлак; ванадийсодержащий метал-лопродукт, получаемый при дроблении и магнитной сепарации ванадиевого шлака, а также металлизован-ные ванадийсодержащие окатыши и экзотермические брикеты, применяемые чаще всего при выплавке низ-колегированных сталей. Ванадиевый шлак, как прави-ло, вводят в печь или ковш, используя алюминий для восстановления ванадия из шлака [3 -5]. Это приводит к удорожанию процесса и повышенному содержанию алюминия и неметаллических включений в металле, а также нестабильному усвоению легирующего эле-мента. Использование углеродосиликотермического восстановления ванадия и других элементов, содержа-щихся в конвертерном ванадиевом шлаке, позволило исключить эти недостатки [6].Для получения карбонитридной фазы используют азотированные ферросплавы, что также значительно повышает себестоимость процесса. Использование мо-лекулярного азота для насыщения стали представляет значительный интерес ввиду его низкой стоимости и простоты процесса.Физико-химическую модель процессов восстанов-ления элементов, содержащихся в конвертерном ва-надиевом шлаке, можно рассматривать как процессы, проходящие на двух границах раздела:1 -шлак -металл, содержащий ...