Шихта для получения легирующего,раскисляющего и рафинирующего расплава

 

Изобретение относится к горной металлургии и предназначено для обработ .ки стали в ковше с целью легирования с одновременным раскислением и рафинированием стали; Целью изобретения является повышение степени восстановления ванадия в сталь. повышение степени рафинирования стали и стабильности ее химического состава. Шихта имеет следующий состав , мас.%: ванадийсодержащий шлак 45-65; алюминий 9-14; плавиковый шпат 4-7; известь остальное. Алюминий и ванадийсодержащий шлак используют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в нем соотношение алюминия и ванадийсодержащего шлака, равным

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) ш4 С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:„1.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цт

Ю. т (21) 3935244/22-02 (22) 1 7,07. 85 (46) 07,12.86. Бюл. У 45 (72) Л. И. Берштейн, Л. М, Аксельрод, А, Н. Подуст, Б. Н, Ларионов . и Ю. Л, Ройтман (53) 669, 15. 198 (088, 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 506631, кл. С 21 С 5/54, 1975.

Авторское свидетельство СССР

В 438708, кл. С 21 С 5/54, 1974. (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩЕГО р РАСКИСПЯКЗЦЕГО И РАФИНИРУЮЩЕГО

РАСПЛАВА (57) Изобретение относится к горной металлургии и предназначено для обработки стали в ковше с целью легирования с одновременным раскислени-. ем и рафинированием .стали; Целью изобретения является повышение степени восстановления ванадия в сталь, повышение степени рафинирования стали и стабильности ее химического состава. Шихта имеет следующий состав, мас. Ж: ванадийсодержащий шлак

45-65; алюминий 9-14; плавиковый шлат 4-7; известь остальное. Алюми" ний и ванадийсодержащий шлак используют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в нем соотношение алюминия и ванадийсодержащего шлака, равным (1:3,5)-(1:5). Благодаря близости удельных масс .алюминия и ванадийсодержащего шлака при подготовке конгломерата достигается равномерное распределение включений шлака в массе и на поверхности алюминия, При обработке стали в ковше это интенсифицирует протекание реак" ций восстановления окислов и повышает степень восстановления ванадия в сталь. 1 табл.

1275047

45-б5

9-14

4-7

Остальное

Известь

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для обработки сталей в ковше с целью их прямого легирования с, одновременным раскислением и рафинированием.

Целью изобретения является повышение степени восстановления ванадия в сталь, повышение степени рафинирования стали и стабильности ее химического состава.

Предлагаемая шихта для получения легирующего, раскисляющего и рафинирующего расплава содержит ванадийсодержащий шлак, плавиковый шпат, известь и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7:.

Ванадийсодержащий шлак

Алюминий

Плавиковый шпат

При этом алюминия и ванадийсодержащий шлак берут в соотношении (1:3,5)-(1:5) и используют их в составе шихты для обработки стали в виде конгломерата, Сплавление алюминия и ванадийсодержащего шлака в конгломерат возможно различными способами.

Алюминий вводится в шихту в количестве, достаточном как для восстановления окислов ванадийсодер° жащего шлака, так и для конечного раскисления стали, Благодаря близости удельных весов алюминия и ванадийсодержащего шлака (2,7 и 2,5-2,7 г/см з, соответственно) при подготовке конгломерата достигается равномерное распределение включений шлака в массе и на поверхности алюминия, Обработка стали в ковше интенсифицирует протекание реакций восстановления окислов и повышает сте" пень восстановления ванадия в сталь.

Интенсификация экзотермических процессов повьппает температуру металла, что способствует процессам коагулАции неметаллических включений и их быстрому всплыванию.

По сравнению с применением известной шихты в предлагаемой ускоряются процессы плавления шихты и формирования жидкоподвижного шлака, увеличивается доля в шлаке окиси кальция и глинозема, что повьппает

его рафинирующую способность как

ЗО

55 за счет снижения вязкости, так и за счет улучшения сорбционных свойств, Образование глинозема непосредственно в стали за счет окисления алюминия шихты способствует более полному рафинированию стали благодаря ускоренной коагуляции неметаллических включений.

Более полному рафинированию способствует и участие продуктов раскисления в формировании рафинировочного шлака, Применение алюминия одновременно в качестве восстановителя и раскислителя, а также ввод его в шихту в виде конгломерата делают процесс легирования и раскисления более устойчивым. Повьппению стабильности процесса раскисления стали способствует и то, что при применении предлагаемой шихты операции прямого легирования и раскислепия металла совмещены во времени и локализованы в одном и том же объеме обрабатываемого металла. Все это повьппает стабильность химического состава стали.

Кроме того, повьппается степень восстановления ванадия и перехода его в сталь за счет повьппения термичности шихты. Это обусловлено как заменой кремния алюминием (термоди- . намический фактор), так и применением последнего в виде конгломерата, что улучшается условия контактирова" ния компонентов шихты в жидкой стали (кинетический фактор), Выбор пределов содержания компонентов шихты обусловлен следующим.

Расход шихты определяется требованием ввода в металл заданного количества ванадия. Поэтому при уменьшении содержания ванадийсодержащего шлака в шихте расход ее требуется увеличивать. Однако при содержании шлака в шихте менее 45 мас,X уменьшение общего количества выделяющегося тепла и увеличение количества флюсующих компонентов замедляют формирование рафинировочного шлака и не способствуют очистке стали от вредных примесей. При количестве ванадийсодержащего шлака в шихте более

65 мас,X рафинирующая способность образующегося рафинировочного шлака снижается за счет уменьшения его основности.

При содержании алюминия в шихте менее 9 мас,X не достигается требуез 12750 мая степень раскисления стали, а при содержании более )4 мас.X возрастает опасность значительного локального разогрева и разбрызгивания металла и шлака, 5

Необходимость поддержания соот.ношения между количеством алюминия в

1 шихте и количеством ванадийсодержащего шлака в пределах (1:3,5)-(1:5) обусобусловлена тем, что алюминий пред- 10 назначается не только для восстановления окислов, но и для конечного раскисления стали, Последнее подразумевает получение в стали концентраций остаточного (растворенного) алюминия в пределах 0,015-0,060Х.

При соотношении количества алюминия и ванадийсодержащего шлака в конгломерате большем чем l:3,5 концентрация остаточного алюминия превышает 20 допустимые значения, что снижает механические свойства стали (камневидный излом)..При соотношении количества алюминия в шихте меньшем чем 1:5 снижается степень восстанов- 25

В случае применения известной шихты для раскисления стали в ковш дополнительно вводят алюминий. Расход шихты в обоих случаях определяют иэ условия ввода в сталь 0,10Х ванадия. ления ванадия и не достигаются требуемые концентрации растворенного в стали алюминия.

Плавиковый шпат в количестве 47 мас,X ускоряет экзотермические ре- щ0 акции, понижает температуру начала взаимодействия, растворяет продукты взаимодействия, способствует образованию жидкоподвижного шлака и повышает его сорбционную способность, Увеличение содержания плавикового шпата (более 7 мас.X) в шихте ухудшает санитарно-гигиенические условия, а снижение его содержания в шлаке (менее 4 мас.X) не дает требуемого эффекта, Известь способствует образованию шлака, приближающегося по составу к известково-глиноэемистому, что способствует эффективному рафиниро-, ванию стали, 47 4

Пример, Сравнение показателей легирования и рафинирования стали при использовании предлагаемой шихты и известной проводят при выплавке стали 20 Г1ФЛ в 60-тонных мартеновских печах с основной футеровкой. Для этого в шихту предлагаемого состава и известную загружают на дно 30-тонного сталеразливочного ковша, после чего осуществляют выпуск стали в ковш.

При использовании шихты предлагаемого состава конгломерат из вана-. дийсодержащего шлака и алюминия получают, загружая их на дно ковша и расплавляя алюминий при помощи rasoвого факела.

После эатвердевания алюминия в ковш загружают плавиковый шлат и известь, а затем осуществляют выпуск стали в ковш.

Степень восстановления ванадия в сталь оценивают по количеству ванадия в готовой стали (ковшевая проба в середине разливки металла по формам).

Степень рафинирования стали оценивают по содержанию серы, количеству оксидных неметаллических включений и по индексу загрязненности стали, Оксидные включения выделяют электролитическим растворением образцов стали по стандартной методике, а общий индекс загрязненности стали определяют методом Д по ГОСТ при увеличении 1 х 500.

Результаты обработки стали приведены в таблице.

1275047

Шихта

Состав йихты насей елен сета

Кремний

Содерха" ние оксиднъпс неметал" лическнх включений в стали, мас.X

Ставень десульФурации, Z

Общий инр е влени надия сталь

a"" содекс загрязненности стали немев и, Х талличе скими вклвчениями, 1xI0

Известная (средний состав) 0,0115 14,31

36 13

83 00070 43

Предлагаемоее содерха-. ние компонентов на уровне лредела нищие го

9 ° 56 нине нищие го

43 3

46 - 8

85 0,0069 83

0,0113 13, t8 выла е верхнего

66 8

10 - 16 88 0,0064 69

0,0096 12,51

45 4 42 - 9 среднего 55 5,5 28 - 11,5 верхнего 65 7 14 - 14

Из приведенных данных следует, что использование шихты предлагаемо-.35 го состава по сравнению с известной позволяет увеличить степень восстановления ванадия в сталь с 83 до

92-97Х. Одновременно с этим снижается в сталь с 0,0070 до 0,00480,00587 содержание кислорода и с

0,0115 до 0,0073-0,0090 снижается содержание оксидных включений„ Индекс загрязненности снижается с

14,31 до 8,03-9,3б, а степень десуль- фурации увеличивается с 43 до 125157Х, Дополнительно исследуют влияние соотношение алюминия и ванадийсодержащего шлака в конгломерате на показатели обработки стали и ее качество, Для этого используют предлагаемую шихту с содержанием компонентов на среднем уровне. Обнаружено, что увеличение количества алюминия. в конгломерате более, чем определе но отношением 1:3,5, приводит к резкому падению ударной вязкости стали

Показателя рафинирования стали

94 0,0058 157 0>0090 8,03

97 0,0052 146 0,0860 9, 16

92 0,0048 125 0,0073 при -бО С. При уменьшении количества алюминия в конгломерате (соотношение менее, чем i;:5) степень восстановления ванадия снижается до 85К, а концентрация растворенного в стали алюминия практически равна нулю, Стабильность химического состава стали по ванадию, кремнию и алюминию в сравниваемых вариантах оценивают по данным двух серий промышлен" ных плавок (10 плавок в каждой серии). В случае применения известной шихты среднеквадратические отклонения концентраций ванадия, кремния и алюминия составляют Ор01б °

0,093 и 0,0087. соответственно, для шихты предлагаемого состава 0,00б, 0,048 и 0,0027 соответственно. Следовательно, в последнем случае обеспечивается повышение стабильности химического состава стали, Таким образом, использование предлагаемой шихты позволяет по сравнению с известной повысить степень восстановления ванадия в сталь, Формула изобретения

Шихта для получения легирующего, раскисляющего и рафинирующего .расплава, содержащая ванадийсодержащий

Составитель К. Сорокин

Редактор Н, Рогулич Техред М.Ходанич Корректор В, Бутяга

Заказ 6536/21 Тираж 552 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 повысить степень ее рафинирования и стабильность химического состава.

При этом отпадает необходимость в дополнительном проведении операции конечного раскисления алюминием, устраняются также определенные трудности, связанные с таким раскислением, например нестабильное усвоение алюминия при подаче его в виде чешуек íà дно ковша или на струю металла, усложнение и удорожание при использовании различных способов принудительного ввода алюминия в сталь (s виде проволоки, на штанге и т.п,), ! 275047 8 шлак, восстановитель, плавиковый

;шлат и известь, о т л и ч а ю щ а— я с я тем, что, с целью повышения степени восстановления ванадия в сталь, повышения степени рафинирова" ния стали и стабильности ее химического состава, она содержит в качестве восстановителя алюминий при следующем соотношении компонентов, f0 мас.Х:

Ванадийсодержащий шлак 45-65

Алюминий 9-14

f5 Плйвиковый шлат 4-7

Известь Остальное при этом алюминий и ванадийсодержащий шлак иопользуют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в нем

2п соотношение алюминия и ванадийсодержащего шлака, равным (1 3,5)-(1 5).