Рафинировочный шлак
РАФИНИРОВОЧНЫЙ ШЛАК для внепечной обработки стали, содержащий окись кальция, окись алюминия, двуокись кремния, окись магния, фтористый кальций, отличающийс я тем, что, с целью улучшения механических свойств стали и снижения себестоимости рафинирования, он дополнительно содержит двуокись титана и пятиокись ванадия при следующем соотношении компонентов, мае.%: Окись кальция 20-35 Окись алюминия 17-30 Двуокись кремния 11-22 Окись магния8-18 Двуокись титана 6-11 Фтористый кальций 5-7 Пятиокись ванадия 0,5-3
(I% (l1) СОЮЗ СОВЕТСНИХ со(4ИАлистичесних
РЕСПУБЛИН
ЗСЮ С 21 С 5 54
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
20-35
17-30
11-22
8-18
6-1 1
5-7
О, 5-3 (21) 3460572/22-02 (22) 01.07.82 (46) 23.12.83. Вюл. М 47 (72) В.Ю. Дешин, A A. Филиппенков, Ю.С. Козлов, Ф.С. Раковский, Э.A. Пастухов, Л.A. Смирнов, О.В. Певцов и A.Ñ. Чирков (71) Украинский научно-исследовательский институт черных металлов (53) 669.18.046.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 631540, кл. С 21 С 5/54, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
9 621737, кл. С 21 С 5/54, 1977. (54) (57) РАФИНИРОВОЧНЫЙ IIUIAK для внепечной обработки стали, содержащий окись кальция, окись алюминия, двуокись кремния, окись магния, фтористый кальций, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения механических свойств стали и снижения себестоимости рафинирования, он дополнительно содержит двуокись титана и пятиокись ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Окись кальция
Окись алюминия
Двуокись кремния
Окись магния
-Двуокись титана
Фтористый кальций
Пятиокись ванадия
1062274
Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к области рафинирования стали от серы, кислорода и неметаллических включений путем ее обработки в ковше.
Известен синтетический шлак, содержащий, вес. Ъ: СаО 45-65, А0> О 1030, 810 5-20, Ng0 2-10, CaF 1-8, ВаО "-24 (1(.
Данный шлак обладает низкой вязкостью при 1600 С (0,20- 0,26 П) 10 и хорошей десульфирующей способнЬстью.
Однако температура плавления его достаточно высока (более 1375 С), кроме того, для его производства применяют баритовый концентрат, который повышает себестоимость рафинирования и загрязняет шлак серой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту
2() к предлагаемому является синтетический шлак, содержащий, вес.В: CaG
53-57, А К О> 13-18, CaF< 15-20, ЩО 5- 7, . > iO< 5-10 (2)
Недостатками известного шлака являются достаточно высокая температура плавления (более 1400 С), высокая вязкость при 1500 С (около
10 П), а также высокая себестоимость рафинирования, обусловленная необходимостью синтетического сплавления шлака иэ отдельных компонентов. Кроме того, известные синтетический шлаки не предусматривают дополнительное легирование стали ванадием в процессе рафинирования в ковше. 35
Целью изобретения является улучшение механических свойств стали при одновременном снижении себестоимости рафинирования.
Указанная цель достигается тем, ф) что рафинировочный шлак, содержащий окись кальция, окись алюминия, двуокись кремния, окись магния и фтористый кальций, дополнительно содержит двуокись титана и пятиокись ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:
Окись кальция 20-35
Окись алюминия 17-30
Двуокись кремния 11-22
Окись магния 8-18
Двуокись титана 6-11
Фтористый кальций 5-7
Пятиокись ванадия 0,5-3 0
Шлак может содержать в виде примесей окислы железа и марганца, а также другие элементы в количестве, не изменяющем его свойства, Улучшение механических свойств стали достигается тем, что предлагаемый рафинировочный шлак, имеет 6О более низкую вязкость и температуру плавления, чем известный шлак, благодаря чему он имеет высокую десульфурирующую способность (высокая скорость протекания диффузионных про- 6с:, цессов), Кроме того, дополнительное повышение механических свойств обеспечивается за счет восстановления части окислов ванадия, содержащихся в шлаке, и перехода их в металл, что позволяет получать легированную ванадием сталь.
Низкая себестоимость рафинирования достигается тем,.что предлагаемый шлак является побочным продуктом при выплавке стали в дуговой электропечи с основной футеровкой с использованием в шихте 50-100% ванадийсодержащих металлизованных окатышей. Данный шлак, слитый иэ печи в ковш, может применяться для обработки металла, выплавленного в другом агрегате. При этом отпадает необходимость в его сплавлении из отдельных компонентов.
В табл. 1 приводится состав и технслогические свойства шлаков предлагаемого (1-11) и известного (12-14) составов.
Как видно из табл.1, шлаки предлагаемого состава при одинаковом уровне вязкости при 1600 С с известным шлаком имеют гораздо более низкую температуру плавления и вязкость при 1500 С, что позволяет снизить расход энергии на их расплавление, а также использовать шлак данного состава для рафинирования стали, имеющей невысокую температуру плавления (1400-1500 C) .
Из табл.1 видно, что снижение увеличение содержания окиси кальция и окиси алюминия ниже н>-.жнего и выше верхнего пределов приводит к увеличению температуры плавления и повышению вязкости, особенно при
1500 С, Увеличение содержания кремнезема выше верхнего предела также приводит к значительному ухудшению технологических свойств шлака. Нижний предел содержания кремнезема (— (11%) выбран исходя иэ возможностей технологии получения данного шлака.
То же относится и к пределам содержания магнезита и двуокиси титана.
Как видно иэ табл. 1, Ti02 не только не повышает температуру плавления шлака,но даже несколько снижает ее.
Содержание фтористого кальция менее
5Ъ не оказывает столь благоприятного воздействия на жидкоподвижность шлаков, верхний предел выбран исходя иэ соображений экономии.
Одним иэ основных отличий предлагаемого состава шлака от известного является наличие в нем окислов ванадия, которые хорошо восстанавливаются при прохождении струи раскисленного металла через слой рафинировочиого шлака. Пределы содержания окислов ванадия выбраны исходя из технологических особенностей получения предлагаемого шлака, Получа1062274
Полученные результаты позволяют Ркономический эффект при обработ- сделать следующие выводы: относитель- ке 100000 т стали в год предложенным ная десульфурация стали при исполь- рафинировочным шлаком составит зовании предлагаемого рафинировочно- 3() 19,7 тыс.руб.
Г емое содержание Ч О - в пределах
0,5-3,0Ъ обеспечивает получение
0,05-0,10% ванадия в стали и повышение ее механических свойств.
Пример. В 400 кг индукционной печи выплавляли сталь 20ФЛ с последующей обработкой в ковше жидкими рафинировочными шлаками различных составов на граничных и средних значениях предложенных соотношений компонентов, а также известным синтетическим шлаком. Шлак предлагаемого состава получали путем проплавления ванадийсодержащих металлизованных окатышей с добавками извести, алюминиевого порошка и плавикового шпата с одновременным получением готовой стали, а известный шлак сплавляли из отдельных компонентов - окиси кальция (извести), плавикового шпата и окиси алюминия (шлак доменный высокоглиноземистый). В процессе опытных плавок определяли относительную десульфурацию стали, ее механические свойства, а также себестоимость рафинирования. Данные приведены в табл.2.,го шлака не ниже, чем при использовании известного: одновременно обес печивается легирование стали ванадием в пределах 0,03-0,12% (при расходе шлака 100 кг на 1 т жидкой стали), Ъ что позволяет повысить механические свойства металла: прочность — в среднем на 14%, ударную вязкость — на
50%; себестоимость рафинирования предлагаемым шлаком эа вычетом до10 платы за ванадий ниже в среднем на
l4,56 руб. íà l т стали, при этом не учитывали расходы на нагрев и плавление известного шлака. Кроме того, дополнительный эффект дости 5 гается эа счет увеличения стойкости отливок вследствие более высоких механических свойств стали, обработанной предлагаемым рафинировочным шлаком.
И) Таким образом, внепечная обработка стали предлагаемым рафинировочным шлаком позволяет существенно повысить ее механические свойства при одновременном снижении себестоимости рафинирования..
1062274
Ц 1
Ц и Д
РЪ
4! 1 Оф
И ь с Ь Ъ
И Ч ЛОО
СЧ
44! 4Ч
М л л Ф р
° «4 (Ч
4 Ъ ф
% Ъ
О
40 И ъ
О СЧ 9
СО,-4 W 9
1 о
\О Л (а. ф с Я4Ч
4Ч Р, ЛЛОЪ
4Ч ф
4Ч
4Ч. л4
М
° 4 IA
О
4"Ъ О
4 Ъ С Ъ
Л «4
C)
С«)
РЪ
О О О О О О ООИ У f 04 И л Ф ih Р ) О («4 4«) cF 3 4 Ъ 4 и Ф
° 4 ° I л Л «4ЛЛ
И
Ъ
I 1 1 I 1 I сЧ I!
М
И! О E0 <0 W 40 W 4 Ъ Л Л4Ч
dl
4Ч 4Ч 4Ч i Ъ 1 I I л О
0Ъ 4О 4 СО 0Ъ 4 4O
4Ч 4 И 4 4 О
Р 4 44Ъ . 4Ч 4Ч 4 4 Ъ 4Ч СЧ Л 4 4
О
СЧ ф О p) И 0 РЪ
Л Л 4 «4 Л Л Г tO lA
О
«Ч (Ъ
О ф 4Ч O
4Ч Л СЧ 4 4
О л
О 4Ч
4Ч 4Ч < Ъ И ИИ
И
РЪ
M) 4Ъ! ф 0Ъ О "«Ч Ъ 4
«4 Л л °л л
М
Ф е
ЖЯ I о ксьм
1 м 3 1 е Е
О 9 m9 e с Ц94".44 59 Ж
Ю99а< Оа, ййф йе
I О ЗЕВА 9.
%4 Е М Ф Д Ф Ф Е 4Д
4жжоимоа>й о
14 х х
Ф g, ес е
Itl
1;1 91
Ц оео
44I A rd
0 ио
1 I м м
М Р
Ж 4II 9(5
Х9 59
LÖ ЮЦ
91К 1а, И 1 цсГо о о
9 WI4 14
As 9 9
4CL ю и о
1 Е х. ы
Q x
Q ж
1 Ц 1
1 gjl ос 4 О Ь
° л ее
ы zoo
1062274 е 5эех Хй э аоо
m ttl ЙО
l.
М х ах о яхх
I
»tI t в
I х
»О
01 с л
К !
»Р !
1 п 1
Е» 1
Ю
»Ч
Ch
1 (Ч (Ч
Ch
00 »l о !
lD ь а дР
mo ол
%»« оа о
»Ч
М сО Ф
1,
OI »9 се
1 Х »» еераК»»! O и х г о Ф»»» ч»»»
QBttt 0) «о
СЧ Ф
° «4 о о сЧ
«» О
»O iO о »»» о»
«о
00»0 о (Ч ол
О сл
»»\
° Ф ь (Ч
Ю
° 3»
«46,1 1
I
l о
Ю л о о
Ю о л о о а
fV л (»Ч
ЮО
»Ч
»! o сч
«» е сд
Х I <д
Х о
Е»tt 1
Х ttt I с«» х н хо
Ф 1
Х t "с»!
Е 1 1 о 00 н.
v о
1 сс
I О ! сч
»»l
М
»Ч
1 с» о л ч
»г«
О
1 м
I »с с») » с» о о
»tt! v
l и д
on и н
1
1
I
I
1
l
I
I
l
1
1
I
l . 1
1
I
I М Я х х 1 н дхх2Ее нх ехнхэвок OVettI Ни РМ
etoeoeeoexI. иоиаа,mw Х Н 1 O V t» »tI »Р но ка>. О е 3 х а 1 I Н 1 оцуп м »tt o $»d и н 1 1 I »»! э. 4 к ц &х о е,»1х х н tt: К с»»> н хе э сох.оа М (б »tt 3 о о о Р» х х е а о х Ф @ и v о о Д Ф I I 1 I,1 ll! 1! 1 tl! 1 ! 1,1,I 1 ! )! 11 1! 1,I I,1 1! ll! 1 с! lI,1 )! ! 1 г Ф 33Ie х ххххх lх эх е и эх икоа voеeэttIе m t". x x Ft u tt! о о е о х »1! ! о о »Л М о ° » СО л с 1 Е »tI 1 Е х 1 х х-, х э ало а оеэлеэ ФфХЮХIII 1062274 » х 1 Р» Ф о а -Ч 63 Э Е» Х Х » he аа 1Х о о о о 83 I Х 3 ф Ф Щ ф оее 1 Н ф (V ° »С» I Х Х 5 о!! а1 и 1 » I ! I e М о ХХ 1 М %ч Х О 3 т4 е ф ч Х Х CO ° Ю 1 сЪ сч М С»» СЧ Ф Ц)» а 00 л Я 1Ф I и !!» е >Ь Ж сЪО ол с оа O ю. 0» и Ц ъ С» с ч»0 C»» жо »Р 10 s. ъ сЪ ол с»» о CO i0 о а Я ол 1 1 I ь с с»Ъ Ф Ю сЧ л М CQ (ЗЪ с»» ° ф о о ° » Ю Ю С0 ° «4 о 1 о 1 лч 1, I сЪ 10 Ch CO (Ч о ч (Ч М Ю а о 00 0» Ь Ь о о СЧ ср» Ъ л Ю сч E л! »О сч ф Х, и э е ф х н ХИ е х Э X ю 1 » сч и! а I З ИР 1 I »0 Ю а °,у 1«« а.о а Ю »»Ъ I óИ O » CO а л а ,Ю сч С Ъ сч и о О ч4! CO I CO Я ХХ! н «ОМЭОЕО,Н 0 Q C»» O af m 0, 0 I д Х н ou1e -e но е> С.! Я л Я IC g, н ! uae xe I @ОЙ»04НХ o Ic-axxug 1 Т=Т IO I ф 1100 С0 Р 0 1 4Р I 1 д ф 0» с О МХ 1 g 4&!» Н IC Ц g»»»» О ОХВа н хф с e l х а О l Я 4 о с 5 Ф о Д I Х 1 O I ю g 1 в e c»»» I м a- О о coe 6 Е X 1 н u О О Ф4 О! х О х 1 Э о М 1 I Ю ХЕ Ха I àà Ф Ф И Х в»Ф Ф Э ;Ъ и II k Х Х ф О 1 рЪ л ! 0 CL 1i ! c!»о (Ч ct ! л о ,! осч о 00 Ф »А 1 tA CO а ч I I ! л I 1 ,1 jl 1! II 0 ,1 ;! „ 1! ,! 1! аО ! Ii 1 »Ъ <Ч 1 ,l О 1! ф 1 ! ) ! ! 1, а 1 Ф»»Ъ а» л с а ю ю о о о Ф CA E с с а C л »A LA Ю о о о о о о л » л а ю о о о о в о о а ч cn In ЦЪ ® 5 Э а m 0 1» о (Ч 0 ф 3 3! 1»0»0 5 5 1 С » 00 о о а с» Э Э л» Х Х 5 5 8 6 0Ъ О л »»
