Шихта для получения синтетического шлака

 

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕ- . ТИЧЕСКОГО ШЛАКА, включающая известь, ванадийсодержащий шлак и восстановитель , отличающаяся тем, что, с целью повьшения пластических и вязкостных свойств конструкционных марок стали, она дополнительно содержит иттроцерит при следующем соотношении компонентов, мае.%; Ванадийсодержащий шлак30-40 Восстановитель 10-30 Иттроцерит1-5 ИзвестьОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1Ю (И) з(Я) С 21 С 5/54

ФМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3619356/22-02 (22) 13.07.83 (46) 07.11.84. Бюл. Р 41 (72) В.Г.Кузнецов, В.Д.Поздеев, В.И.Сулацков, А.Ф.Мирошкин, и В.Д.Нестеренко (53) 669.15-198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 370243, кл. С 21 С 5/54, 1966.

2. Авторское свидетельство СССР

М 438708, кл. С 21 С 5/54, 1970. (54)(57) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА, включающая известь, ванадийсодержащий шпак н восстановитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических и вязкостных свойств конструкционных марок стали, она дополнительно содержит иттроцерит при следующем соотношении компонентов, мас.Е;

Ванадийсодержащий шлак 30-40

Восстановитель 10-30

Иттроцерит 1-5

Известь Остальное

22708 2

Применение синтетического шлака, полученного из известной шихты, позволяет. повысить прочностные характеристики стали за счет микролегирования ванадием (?) .

Однако получаемье с применением известной шихты для получения синтетического шлака стали имеют недостаточные показатели пластичности

10 и ударной вязкости. Например, для стали марки 38X2H2NA относительное сужение (не превышает 35, а ударная вязкость кс7 не более 0,4 МДж/м, Целью изобретения является повышение пластических и вязкостных свойств конструкционных марок стали.

Поставленная цепль достигается тем, что шихта для получения синте"

2б тического шлака, включающая известь, ванадийсодержащий шлак и восстановитель, дополнительно содержит иттроцерит при следующем соотношении компонентов, мас. :

25 Ванадийсодержащий шлак 30-40

Восстановитель 10-30

Иттроцерит 1-5

Известь Остальное

Иттроцерит - минерал, химическая формула которого (Са,Y,Ce)F,, Н,О.

Химический состав этого минерала может быть представлен в виде фторидов или карбонатов металлов. Данный мине5 рал (руда) добывается в месторождениях флюорита (СССР) . В Швеции (Фалун) и США (Сексее, Нью-Джерси) имеются более чистые месторождения иттроцерита.

Иттроцерит-руда содержит в своем

О составе, мас. : кальций 19,7-32,7, церий 8,5-15, 5", иттрий 14,3-37, 7", фтор 37,7-41,7 °

1 11

Изобретение относится к металлургии железа, точнее к способам получения шлаков специального состава, и предназначено для использования при производстве сталей путем смешивания жидкой стали-заготовки, получаемой в одном плавильном агрегате, с раскисляющим и легирующим сплавом,получаемым совместно с синтетическим шлаком в другом плавильном агрегате.

Известна шихта (1) для получения синтетического шлака, включающая известь, глиноземсодержащий материал, отвальный сталеплавильный шлак и восстановитель при следующем соотношении компонентов, мас. :

Глиноземсодержащий материал 20-40

Известь 1-40

Восстановитель 0,5-10

Отвальный сталеплавильный шлак Остальное

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

Например, для стали марки 38Х282МА предел прочности В не превышает

1000 ИПа, предел текучести б .

900 ЫЧа, относительное сужение ( не более 30%, относительное удлинение о не более 10% и ударная вязкость ксЧ не более 150 кДж/м . Объясняется это тем, что десульфурирующая способность получаемого из данной шихты синтетического шлака

3 недостаточно высокая(степень десульфурации не превышает 35-40 } вследствие применения в составе шихты отвальных сталеплавильных шлаков, содержащих повышенное количество серы.

Кроме того, из отвального сталей плавильного шлака восстанавливается фосфор, что также неблагоприятно сказывается на пластические и прочностные характеристики получаемой стали.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является шихта для получения синтетического шлака, вклю чающая ванадийсодержащий шлак, восстановитель, плавиковый шпат и известь при следующем соотношении компонентов, мас. :

Ванадийсодержащий шпак 40-50

Восстановитель 10-15

Плавиковый шпат 5-7

Известь Остальное

Введение с состав шихты менее 1 иттроцерита (как показывают опытные плавки) не приводит к повышению пластических и вязкостных свойств конструкционной стали, так как не позволяет повысить десульфурирующую

50 способность получаемого шлака йз-за низкого содержания в шлаке иттрия и церия, что не дает возможности снизить содержание серы в металле.

Введение в состав шихты более

55 5 иттроцерита приводит к повьппенному количеству иттрия,и церия в шлаке, что приводит к снижению механических свойств стали за счет образоз 1122 вания большого количества включений оксисульфидов церия и иттрия.

Химический состав ванадийсодержащего шлака, мас. .: V,O 19,25;

СаО 1,67; Si0, 14,9; FeO 43,5;

МпО 8,69; MgO 2,4; Cr,О, 3,54;

ТхО, 7,8.

В качестве восстановителя используется вторичный алюминий. Плавиковый шпат имеет спедующий химический 10 состав, мас. .: Si0 14,13; Al О, 1,71; FeO 8,45; МпО 0,42; MgO 1,8;

Иа О !,58; CaF 58,57.

Известь имеет следукнций химический состав, мас. : СаО 85,57; Р О

0,6; Si0 0,90; MgO 0,38; остальноепотери при прокаливании.

В табл. 1 представлены составы предлагаемой шихты (состав 4 — ниже нижнего предела, состав 5 — выше 20 верхнего предела по иттроцериту).

Составы шихт для получения синтетического шлака опробывались при получении никельхроммолибденсодержащих сталей. 2S

При приготовлении шихт для получения синтетического шлака все ин-. гредиенты равномерно перемешивают и затем подают в печь для шлакообразования. 30

Пример. Получение никельхроммолибденовой стали, 38Х2Н2МА с применением предложенной шихты для получения синтетического шлака.

Жидкая заготовка массой 100 кг выплавляется в индукционной печи емкостью 150 кг с основной футеровкой согласно существующей на предприятии технологии. Легирующий и раскисляющий сплав готовится совместно с синтетическим шлаком B индукционной печи с графитовой футеровкой.

При этом масса сплава 7 кг, а синтетического шлака 8 кг.

Во избежание окисления составля- 4> ющих шихты в печь во время плавления вводят 0,5 кг извести вместе с составляющими сплава, после расплавления которых начинают наводить синтетический шлак. Для шлакообразования в печь подают шихту состава 1.

Средний элементный химический состав применяемого в составе шихт иттроцерита следующий, мас. : кальций 29,4-30,5, церий 9,9-10,5, иттрий 24,5 — 25,6, фтор 38,6-39,2.

Полученный синтетический шлак имеет следующий химический состав, 708 4 мас . : окись кальция 50, 5; глинозем

34, 5, кремнезем 4, 2 окис ь магния

4,5, окись хрома 2,1, окись марганца 0,8, закись железа 0,5, фтористый кальций 0,6, фториды церия и иттрия

0,6, окись ванадия 0,9.

Химический состав жидкой лигатуры (сплава) после выпуска следуюпртй, мас, : углерод 1,9, марганец 0,3 кремний 3,3; хром 16,5, никель О, 15 ванадий 1,9, церий и иттрий 1,3; железо — остальное.

В жидкой заготовке перед выпуском содержится, мас. : углерод 0,25, марганец 0,28, кремний 0,07, хром

О, 12, никель 3,2, сера 0,025, Фосфор 0,014, железо — остальное.

После выпуска заготовки и обработки ее синтетическим шлаком и жидким сплавом получают сталь, удовлетворяющую требованиям ГОСТ 4543-71 и имеющую следующий химический состав, мас. : углерод 0,38 марганец 0,29; кремний 0,30, хром 1,25; ниппель

3,21, ванадий 0,13, церий и иттрий

О, 05, сера 0,012, фосфор 0,015, железо — остальное.

Для сравнительного анализа сталь

38Х2Н2МА получают и с применением известной шихты для получения синтетического шлака (состав 6). Проводят также плавки с применением шихты для получения синтетического шлака составов 4 и 5 с содержанием иттроцерита в шихте 0,8 и 5,4 соот"ветственно.

Данные по составам использованных шихт для получения синтетического шлака и механическим свойствам обработанной стали 38Х2Н2ИА представлены в табл.2 и 3.

Применение предложенной шихты для получения синтетического шлака повышает пластические (относительное сужение) и вязкостные (ударная вязкость) свойства полученных с ее использованием конструкционных марок сталей по сравнению с пластическими свойствами сталей, полученных с использованием известной шихты для получения синтетического шлака при сохранении прочностных характеристик на том же уровне.

Применение предложенной шихты по сравнению с известной для получения синтетического шлака позволяет повысить ударную вязкость и относительное сужение получаемой стали

3 8x2H2MAна 14,5и 14, 75/ соответственно, 1122 7U8

Таблица

Содержание компонентов, мас.Х/кг

Состав шихты

Общий вес шихты, кг

Известь

Восстановитель

Иттроцерит

Ванадийсодержащий шлак

42,5/3,4

49/3,92

35/2,8

47,2/3,77

31,8/2,54

8,0

8,0

8,0

0;8/0,06

8,0

5,4/0,43

25/2, 0

8,0

Содержание компонентов, мас. X

Степень десульфурации стали, 7

Состав шихтш

Иттроцерит Восстановитель

Известь

Плавиковый шлат

Ванадийсодержащий шлак

42,5

58,0

2;5

49,0

56,0

1,0

35 0

59,0

5,0

47,1

32

36,0

0,8

5,4

57,0

31,8

12,0

36,5

42,0

5,5

35/2, 8

40/3, 2

30/2,4

32/2,6

38/3,04

2,5/0,2

1,0/0,08

5,0/0,4

20/1, 6

10/0 8

30/2,4

20/1,6

:Таблица 2! 12 708

Таблица 3

Механический свойства

V7

7 ксЧ,Mga/м в>

ХПа

0,59

51,0

885

970

0 05

50,7

0,56

882

980

0,02

0,60

52,1

880

986

0,10

0,42

36,0

870

975

0,01

740

0,50

50,0

859

0,11

0,40

33,6

880

970

Корректор H.Êîðîëü

Редактор И.Николайчук

Заказ 8102/24 Тираж 539

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Состав Содержание шихты йттрия и церия в стали

Составитель К. Сорокин

Техред 3.Палий