Шихта для легирования стали

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 994567 (21) 38013 14/22-02 (22) 17.10.84 (46) 23.03.86. Бюл. 1» 11 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения и Производственное объединение "Ждановтяжмаш" (72) С.М.Белокуров, А.А.Филиппенков, Н.Г.Азарова, А.Ф.Букина, В.Ф.Пилипенко и Г.А.Чикаленко. (53) 669.187.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1» 994567, кл, С 21 С 7/06, 1981. (54) (57) 1. ШИХТА ПЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ

СТАЛИ, по авт.св ° 1» 994567, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения шлакового режима плавки, расширения сырьевой базы и снижения себестоимости стали, она дополнитель(51) 4 С 21 С 5/02, С 22 С 35/00 но содержит шлаки производства алюминиевых сплавов, при этом ванадиевый шлак и шлак производства алюминиевых сплавов взяты в соотношении, мас.Х:

Ванадиевый шлак 38,4-55,0

Шлак производства алюминиевых сплавов Остальное

2. Шихта по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что шлаки производства алюминиевых сплавов имеют следующий химический состав, мас.Х:

Алюминий 15-40

Окись алюминия 20-45

Двуокись кремния О, 2-5,0

Фторсодержащие соединения 0,.2-2,2

Хлориды калия, натрия, магния (сумма) 8-28

Оксид магния 0,5-7,0

Оксиды и хлорнды других элементов

1219652

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству ванадийсодержащих сталей в дуговых электросталеплавильных печах .

Цель изобретения — улучшение шлакового режима плавки, расширение сырьевой базы и снижение себестоимости стали.

Количество восстановителя (алюминия), присутствующего в шлаках производства алюминиевых сплавов, опре— делено из условий полного восстановления ванадия, железа, марганца из конвертерного ванадиевого шлака, раскисления стали и тепловыделения за счет тепла экзотермических реакций, которое необходимо для быстрого формирования жидкоподвижного активного шлака и компенсации потерь тепла. Содержа ние алюминия ниже нижнего предела не обеспечивает указанных условий, а выше верхнего предела не способствует улучшению показателей процесса.

Шлакообразующие компоненты шлаков производства алюминиевых сплавов при таком соотношении способствуют получению печиого шлака с низким значением температуры ликвидуса и вязкости, что позволяет полностью исключить применение плавикового. шпата и интенсифицировать процессы взаимодействия между шлаком и металлом.

Так, при использовании известной шихты вязкость сформировавшегося шлака (расход плавикового шпата

3 кг/т) составляет 0,25 Н.с/м, а при использовании предлагаемой без присадок плавикового шпата

0,23 Н -с/м .

Окись. алюминия, фтористые соединения, хлориды калия, натрия и магния явлжотся разжижающими добавками; содержание компонентов шпаков производства алюминиевых сплавов ниже нижнего предела не способствует заметному снижению вязкости и температуры ликвидуса формирующегося после присадки шихты шлака, их вязкость составляет 0,38-0,45 H с/м, а выше верхнего предела не способствует дальнейшему снижению (вязкость шлаков 0,18-0,21 Н с/м ) . Оксид магния в таких пределах способствует снижению эрозии футеровки и повышению основности шлака. При содержании

Bbaae 5 мас.% увеличиваются затраты тепла на расплавление шихты.

Наличие н составе шлаков двуокиси кремния в указанных пределах не осложняет процесс восстановления ванадия, марганца и железа и шлаковый режим плавки, а также не влияет на качество металла. Следовательно, указанные свойства, придаваемые печному шлаку компонентами шихты, способствуют улучшению режима план1Р ки и, за счет исключения потребления плавикового шпата, снижению себестоимости стали. Кроме этого, в составе шихты могут использоваться отвальные шлаки выплавки алюминиевых сплавов, что расширяет сырьевую базу шихтовых материалов металлургического производства и позволяет использовать отходы, содержащие ценные элементы. и шлаков производства алюминиевых сплавов состава, мас.%:

Алюминий 15-40

Окись алюминия 20-45

Двуокись кремния 0,2-5,0

Фторсодержащие соединения флориды натрия, калия, магния (в сумме) 8-28

Оксид магния 0,5-7,0

Оксиды и хлориды

55 других элементов Остальное

Расход ванадиевого шлака определяется содержанием в нем пятиокиси ванадия и составляет 7-15 кг/т.

0,2-2, 2

Для определения целесообразности и технологичности предлагаемой шихты для легирования стали проведены ее промышленные испытания с использованием составов, укаэанных в

25 табл. 1 .

Пример. Сталь марки 20ГФЛ выплавляют в электродуговой печи емкостью 5 т.

Шихту для легирования стали ванаю п дием вводят в восстановительный период плавки в виде механической смеси ванадиевого шлака конвертерного передела состава, мас.%:

Пятиокись ванадия 13,0-26,0

Двуокись кремния 12,0-26,0

Железо общее 28,0-42,0

Окись кальция До 4,5

Окись магния 1,0-6,0

Закись марганца 5,0- t3,0

Окись хрома 1,0-5,0

Окись алюминия 0,6-1,8

Металловключение 4,0-25,0

1219652 4 или не наблюдается ее увеличение.

При этом содержание ванадия может отклоняться от оптимальных значений, .что по данным статистического анализа приводит к нестабильному уровню механических свойств металла.

Использование предлагаемой шихты для легирования позволяет полностью исключить присадки дефицитного пла1р викового шпата, за счет этого понизить себестоимость стали и утилизировать отходы, сопеожашие раскислители и шлакообразующие матери-. алы.

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Х

Содержание ванадия в стали, 7.

Степень

Состав усвоения ванадия, Х

Шлак производства алюминиевых

Ванадиевый шлак

Фактическое

Расчетное сплавов

90,0

38,4

61,6

0,102

0,108

55,0

90,7

45,0

95,0

41,3

58,7

0,1

О, 105

43,0

78,1

57,0

89,09

65,0

35,0

0,11

Т аб лица 2

Содержание элементов, мас.Ж

Состав

С Мп 8i Б Р

V Pe. 3,20 1,18 0,36 0,018 0,024 0,092 Остальное

022 1,20 038 0022 0025 0098

0,19 1,22 0,44 0,019 0,022 0,095

0,20 1,29 0,42 0,024 0,025 0,082

0,20 1,16 0,40 0,020 iO 018 0,098

По ТУ

0,070,13

0,17- 1,10,25 1,4

Не бо- Не бо0,30 5 лее

0,04 лее

0,04

При использовании для легирования стали трех составов предлагаемой шихты (табл. 1) получают оптимальное содержание ванадия (0,09-0,11%) при высокой степени его усвоения из конвертерного шлака. По механическим свойствам и химическому составу выплавленная сталь соответствовала существующим требованиям, что подтверждают данные табл. 2.

При использовании составов шихты с отличным от граничных значений содержанием компонентов наблюдается снижение степени усвоения ванадия.

0,092

0,098

0,095

0,082

0,098

1219652

Содержание элементов, мас,X

Состав

Si S P Ре

0,19 1,26 0,34 0,022 0,019 0,092

0,21 1,!9 0,41 0,023 0,020 0,089

Плавки с повышенной концентрацией ванадия

0,19 1,18 0,34 0,022 0,023 0,11

0,20 1,23 0,39 0,019 0,020 0,125

Механические свойства

Состав

KCV+20, МДЖ/м2

KCV

МДжlм т> э>

КБа МПа

440 635

445 620

42,5

0,96

0,36

0,93

43,0

0,38

450 645

0,42

0,88

0,91

395 580

0,35

425

625

0,84

0,32

ITq. ÒÓ

Не менее

550

Не меНе менее Не менее

18 25

Не менее

0,5

Не менее

0,25 нее

350

0,86

420 . 615

40,5

0,33

Известный (среднее по трем плавкам) С использованием феррованадия (среднее по трем плавкам) Известный (среднее по трем плавкам) 20 39,5

21,5 50,5

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2

1219652

Продолжение табл. 2

Механические свойства

Состав

KC V.+ го

Мдж/м2

КСЧ- О

МДж/м

S, Ж т à

МПа . МПа

С использованием феррованадия (среднее по трем плавкам) 0,29

410

610

19,5

38,5

0,82

Плавки с повышенной

0,86

20,5

39,0

0,30

25,0

17,5

0,52

0,20

Составитель А. Прусс

Редактор В. Петраш Техред Л.Олейник Корректор А. Ференц

Заказ 1235/36

Тираж 552

Подписное

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

430 630

435 640

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретен.tH и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5