Шихта для получения синтетического шлака

 

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШПАКА, включающая известь. глнноземсодержащий материал и восстановитель , отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения пластических и прочностных свойств получаемой стали, она дополнительно содержит лопаритовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мае.%: Глиноземсодержащий материал 20-40 Восстановитель5-10 Лопаритовый концентрат1-5 ИзвестьОстальное

СОЮЗ COBETCHHX т» м

РЕСПУБЛИК

ЦЕ 01) зим С 21 5 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н ввтввснамв ввнщвтттввтвн

1-5

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3646669/22-02 (22) 23.09.83 (46) 15.09.84. Бюл. Ф 34 (72) В.Д, Поздеев, В.Г. Кузнецов, В.И. Сулацков и Г.С. Артемьев (53) 669.18.046.558.7:621.746. .32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 554072, кл. В 22 D 27/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР.

Ф 370243, кл. С 21 С 5/54, 1971. (54) (57) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА, включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических и прочностных свойств получаемой стали, она дополнительно содержит лопаритовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Глиноземсодержащий материал 20-40

Восстановитель 5-10

Лопаритовый концентрат

Известь

1113418

Изобретение относится к металлургии железа, точнее к способам полу-. чения шлаков специального состава, и предназначено для использования при производстве сталей путем смешивания жидкой стали-заготовки, по" лучаемой в одном плавильном агрегате, с раскисляющим и легирующим сплавом, получаемым совместно с синтетическим шпаком в другом плавильном агрега- 10 те, Известна шихта для получения синтетического шлака, содержащая доменный шлак, шлак феррохромового производства и восстановитель (1) . 15

Однако получаемые с применением этой шихты стали имеют низкие показатели прочности и пластичности.

Например, для стали марки ЗОХГСА пРедел пРочности (бт ) достигает 20

900 ИПа/мм, относительное удлинение (8 ) - не более 8 ОХ, относительное сужение (Q ) — не более 12Х и ударная вязкость (КСЧ) не более

150 кДж/м 25

Объясняется это тем, что получаемые из этой шихты шлаки обладают недостаточной рафинирующей способностью, так как использование углеродистого восстановителя вызывает вспенивание шлака в процессе смешения жидкой стали-заготовки с раскисляющим и легирующнм сплавом.

Наиболее близкой к предлагаемой по составу и достигаемому эФФекту является шихта для получения синтетического шлака (2, включающая известь, глиноземсодержащий материал, отвальный сталеплавильный шлак и восстановитель при следуипцем соот-. ношении ингредиентов, мас.Ж:

Глиноземсодержащий материал. 20-40

Известь 1-40

Восстановитель 0,5.-10

Отвальный сталеплавильный шлак Остальное

Применение синтетического шлака, полученного из известной шихты, позволяет избежать вспенивание шлака, :так как в качестве восстановителя взамен углеродистого может быть использован кремний в количестве 1-5X

-или алюминий в количестве 0,5-1,0%, Получаемые с применением известной, шихты стали имеют более высокие пока-15 затели прочности и пластичности вследствие повышения десульфурирующей способности синтетического шлака (степень десульфурации равна 40-50X).

Например, для марки стали ЗОХГСА предел прочности достигает 1190 ИПаlмм, предел текучести — 1100 ИПа/мм, относительное удлинение 15,5%, относительное сужение — 50X, ударная вязкость — ббО кДж/м . Однако в связи с постоянно возрастающими требованиями, предъявляемыми к сталям, применяемым для изготовления деталей от» ветственного назначения, такие показатели механических свойств являются недостаточными.

Цель изобретения — повышение пластических и прочностных свойств получаемой стали.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения синтетического шлака, включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, дополнительно содержит лопаритовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Глиноземсодержащий материал 20-40

Восстановитель 5-10

Лопаритовый концентрат 1-5

Известь Остальное

Лопаритовый концентрат имеет следующий химический состав, мас.X: окись титана 39,2-40; окислы редкоземельных элементов (церия, ланта" на...) 32-34; окислы ниобия, тантала 8-10; окись кальция 4,2-5,2; окись натрия 7,8-9,0.

Введение лопаритового концентрата позволяет повысить десульфурирующую способность получаемого из шихты шлака за счет наличия в нем редкоземельных металлов, натрия, а таке измельчить структуру кристаллнзующего металла за счет обработки его танталом и ниобием, восстанавливающихся из шлака.

Введение в состав шихты более

5% лопаритового концентрата ухудшает пластические свойства стали. Объяс- . няется это тем, что в стали повышается содержание нитридов тантала, ниобня и титана, а также их карбидов, снижающих пластические свойства стали.

Введение в состав шихты менее 1% лопаритового концентрата не приводит к повышению пластических и прочностных свойств, так как не наблюдается эффекта модифицирования стали и по1113418 4 ниобия тантала 0,03; окись марганца 0,3; окислы редкоземельных металлов 0,361 окись титана 0,42; окись натрия 0,1.

Химический состав жидкой лигатуры после выпуска следующий, мас.Х: углерод 2,12; марганец 10,82; хром

10,37; кремний 11,87; РЗМ 0,05; ниобий, тантал 0,007; титан 0,08, 1б железо остальное.

В мартеновском металле перед выпуском содержится, мас.Х: углерод О, 17; марганец 0,29; кремний О, 18 хром О, 15; сера 0,026; фосфор 0,0111 молибден 0,01; никель 0,23; медь 0,17 железо остальное, После обработки ее синтетическим шлаком и жидким сплавом получают сталь, удовлетворяющую ГОСТ 4543-71

2б и имеющую следующий химический .состав, мас,Х; углерод 0,31; марганец

0,99; кремний 0,.98; хром 0,85; сера 0,012; фосфор 0,012; молибден в. 0,01; никель О, 22; медь О, 16; титан

25 0,005; РЗМ 0,004: железо остальное.

Проводят плавки с применением шихты остальных Четырех составов: состав 1 — плавка У Н2-8760, состав 3 — плавка М- Н3-6823, состав 4 — плавка В Н5-1624, состав 5 - плавка и Н3-6918.

Данные по механическим свойствам и степени десульфурации стали

ЗОХГСА с применением различных составов шихты представлены в табл. 3.

Применение предлагаемой шихты для получения синтетического шлака (составы 1-3) повышает прочностные и пластические характеристики стали (плавки Н2-8760, Н2-9583, НЗ-6823) по сравнению со сталью, полученной с применением известной шихты.

В табл. 2 приведен химический состав лонаритового концентрата для соответствукицих составов шихты.

Составы шихты отрабатываются при получении кремний-хром-марганецсодержащих сталей. При приготовлении шихты все ингредиенты равномерно перемешивают и затем подают в печь для шлакообразования.

П р и и е р. Получение кремний-хром-марганецсодержащей стали

ЗОХГСА с применением предлагаемой шихты состава 2 (табл. 1).

Мартеновская сталь-заготовка (пла ка Н2-9583) выплавляется в основной мартеновской печи емкостью 70 т согласно существующей на предприятии технологии. Жидкий сплав и синтетический шлак готовят в 12-тонной электропечи. При выплавке сплава в печь подают,кг: отходы углеродистой стали 2000; ферромарганец "МН-6"

680; феррохром марки "ФХ800" 680; ферросилиций 45Х-ный 1450. Всего 4810 кг.

С целью снижения окисления составляющих сплава,в электропечь во время плавления подсаживают 300 кг извести.

После расплавления шихты в электропечи начинают наводить синтетический шлак. Для шлакообразования в печь подают материалы в соответствии с заданной шихтой состава 2 в количестве 2500 кг (с учетом извести, данной в плавление). Полученный синтетический шлак имеет следующий химический состав, мас.Х: ,окись кальция 47,3; глинозем 34,3; ; окись магния 8,44; окись кремния

8,5; закись железа 0,35; окислы

3 вышения десульфурирующей способности ! шлака.

При разработке предлагаемой шихты приготовлено несколько составов смесей, приведенных в табл. 1, где составы 1-3 — предлагаемые, составы

4 и 5 - с содержанием лопаритового концентрата ниже нижнего и вьппе верхнего предлагаемых пределов.

Применение предлагаемой шихты

4> для получения синтетического шлака по сравнению с известной позволяет повысить относительное удлинение на 120-160Х, ударную вязкость — на

33-70Х относительное сужение — на ,.12"24X, предел прочности — до 13Х предел текучести — до 12Х.

1113418

Т а блица 1

Содержание ингредиентов, мас.Ж/кг

Общий вес шихты, кг

Состав шихты

Известь

ГлиноземВосстановитель

Лопаритовый концентрат содержащий материал

5/137,5

2750

2/50

2500

1/25

2500

0,5/10

2000

5,5/173 10,0/314

3140

Таблица 2

Содержание ингредиентов, мас.7.

Состав шихты

Окись титана

Окислы Окислы Окись

Р3М ниобия кальция тантала

Окись натрия

8,0

4,1

17,4

3.2, 3

39,2

8,6

12,9

40,0

33,2

5 3

34,0

4,8

11,8

39,3

9,8

11,4

4,4

33,6

9,2

13;О

4,9

32 4

40,5

Таблица 3

Механические свойства

Степень десульфурации,X

Состав шихты

Плавка, В

Предел текучести, Д,, Мпа

9)

МПа

KcY,кДж/м

1215

57

1282

62

1243

1351

1201

1257

32

1200

1243

50,1 .

1242

1351

ВНИИПК Заказ 6531/21 Тираж 539 Подиисное

;Филиал ППП "Патеит", г.Ужгород, ул.йроектиаа, 4

20/550

30/750

40/1000

35/700

25/785

Н2-8760 1

Н2-9583 2

НЗ-6823 3

Н5-1624 4, НЗ-6918 5

10,0/275

7,0/175

5,0/125

5,5/110

65/1787,5

61/1525

54/ 1350

59/1180

59,5/1868

900 58

1130 60

880 55

660 50

600 53