Способ выплавки ванадийсодержащих сталей в кислых мартеновских печах

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно .к вьтлавке ванадийсодержащих сталей в мартеновских печах с кислой футеровкой.Цель, изобретения - повышение степени усвоения ванадия, стойкости футеровки , выхода жидкого металла, сокращение длительности плавки и снижение себестоимости стали - достигается тем, чт.о ванадиевый металлопродукт в завалку вводят в количестве 20-40% от его общего расхода на плавку, а остальное его количество загружают в период кипения вместе с известняком или доломитом в соотношении 1: (0,01-0,05) порциями , равномерно распределенными по поверхности ванп ны, на шпакрвую фазу по 0,25-1,0 кг/м поверхности ванны. 4 табл. Ш (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D4 21 С 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4085926/23-02 (22) 05.05.86 (46) 07.07.88. Бюл. 11 25 (71) Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения и Производственное объединение "Новокраматорский машиностроительный завод" (72) С.Н. Белокуров, В.В. Кривоносов, Ф.С. Раковский, Ф.И. Нечепоренко, В.М. Дорофеев, В.И. Томиленко, А.Д. Зайцев и В.Б. Шабанов (53) 621.74.02 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

У 726177, кл. С 21 С 5/52, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1097682, кл. С 21 С 5/04, 1984.

„.яи„„1 дудд а1 (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ БЛНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ В КИСЛЫХ MAPTEHOBCKHX ПЕЧАХ (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретно к выплавке ванадийсодержащих сталей в мартеновских печах с кислой футеровкой.Цель изобретения — повышение степени усвоения ванадия, стойкости футЕров" ки, выхода жидкого металла, сокращение длительности плавки и снижение себестоимости стали — достигается тем, что ванадиевый металлопродукт в завалку вводят в количестве 20-407 от его общего расхода на плавку, а остальное его количество загружают в период кипения вместе с известняком или доломитом в соотношении

1:(0,01-0,05) порциями, равномерно распределенными по поверхности ван- 2 ны, на шлаковую фазу по 0,25-1,0 кг/и поверхности ванны, 4 табл.

1407961

11зо".ð. ":.»å относится к металлургии, конкретней к выплавке ванадийссднр ащих сталей н мартеновских печах с кислой футеровкой.

1!ель изобретения — повышение степени усвоения ванадия, стойкости футеронки, выхода жидкого металла, сокрашении.е,.t..»Hòåëüíîñòè плавки и снижение себс стоимости стаг1и. 10

Способ осущес твляется следующим образом.

После тщательной заправки и разогрева печи на подину заваливают примерно половину чугуна, затем — кис- 15 пый оборотный шлак и ванадиевый металлопродукт н количестве 20-407. от его общего расхода на плавку.

Дале» загружают отходы или твердую заготoi..h и поверх — остальной чу- 20 гун. Остальное количество ванадиево о .».таппос родукта загружается в период кипения совместно с иэвестняКоМ или доломитом B соотношении

1:(0,01-0,05), причем смесь вводит- 25 с» порциями, равномерно распределенными по поверхности ванны, на шлаковую фазу н количестве 0,25-1,0 кг на 1 кн. м поверхности ванны.

Применение ванадиевого металло- 30 продукта н давалку в количестве

20-407 .". его общего расхода на плавку < пос îбс. нуст быстрому формированию опти - апьного количества малоокисленного t èÿêà. Шлаковая фаза с низкой степенью окисленности позволяет повысить качество металла за счет снижения концентрации неметаллических нкпю«е гий (преимущественно оксидных), степень восстановления вана- 40 ди», стойкость кислой футеровки, выход жидкого металла, а также снизить себестоимость стали за счет уменьше;.ия расхода чугуна.

Загрузк, нанадиевого металлопро- 45 дукта в цна приема (в периоды завалки и кигcпня) позволяет увеличить степень усвоения ванадия. Совместное использование этого материала с известняком или доломитом в период кипения при соблюдении соотношения

1:(0,01 — 0,05), а также предлагаемый рож и.:-.àãðóçêè такой смеси (порциями, равномерно распределенными по понерхносги ванны, на шлаковую фазу н количеств е 0,025-1,0 кг на 1 кв.м поверхносги ванны) обеспечивает поддержа:псе оптимальной жидкотекучести шлака 1- 0-170 мм по Герти и увеличинает поверхность контакта металла и шлака за счет конвективной диффузии, нозникаюшей при перемешивании шлаковой фазы газообразным днуоксидом углерода, который образуется при разложении карбонатов. Указанные оптимальные значения вязкости шлака препятствуют развитию процесса гаэонасыщения металла, что, соответственно, приводит к повышению качества металла (ограничено поступление в металл иэ атмосферы печи кислорода, водорода и серы, снижается количество оксидных неметаллических включений), степени усвоения ванадия (снижается окисленность шлака и угар этого элемента), стойкости кислой футеровки за счет уменьшения концентрации оксидов железа в шлаке. Кроме того, снижение скорости передачи кислорода из газовой фазы обеспечивает развитие одной из основных функций кислого процесса — восстановления кремния углеродом, марганцем и железом ванны, что связано с повышением качества металла и экономным расходованием ферросилиция. Увеличение поверхности контакта металла и шлака за счет конвективной диффузии обеспечивает повышение качества металла за счет интенсификации процесса удаления ;азов и неметаплических включений, а также увеличивает степень восстановления ванадия до значений, приближающихся к равновесным.

Пример. После заправки и разогрева печи на подину заваливают

7,5 т чугуна, затем кислый оборотный шлак и ванадиеный металпопродукт

0,66 т, углеродистые отходы и поверхостальной чугун. Продолжительность заналки 2 ч 10 мин. Плавпение шихты производят согласно заданному тепло- ному режиму печи. Бремя плавления

3 ч 35 мин.

Химический состав металла по расплавлению, 7.:С I, 51; Мп 0>20; 81 О, 04; S

0017; Р О 025; Cr 0 26; Ni О 08;

Мо 0,06; V 0,04, Химический состав шлака по расплавлению, 7: CaO+Mg0

5,84; 810> 50,5; FeO 17,8; Fe 0 1,57;

НпО 7 7 А1203 4 97 S О 018

TiO 0,21.

Жидкотекучесть шлака по расплавлению составляет 160 мм. Процесс кипения планки разделяется на два

) 407961

20 периода: рудное и чистое кипение.

Период рудного кипения начинается о, лри температуре металла 1530 С присадками железной руды. Железная руда

5 присаживается четырьмя порциями.

Перные три порции вводятся н количестве 55 кг каждая, Ц»»тернал между этими порциям»» состав7яет 20 мин.

Последняя порция 27,5 кг вводится через 30 мин после третьей. Ферромолибден вводится в»»а>»але периода кипения небольшими порциями. Общий расход его составляет 100 кг.

В период рудного кипения жидкотекучесть шлака состанляет 155 мм.

Выдержка металла после подачи последней порции желез»»ой руды 10 мин.

Продолжительность p>J»»olо кипения

1 ч 20 мин.

Чистое кипение. Пер»н>д начинается с лрисадок смеси в»я»дивного металлопродукт» и к»рбонатo»» щелочноземельных металлов (»»знест »яка или доломита). Общий p»o: n;l смеou 25

1588,2 кг. Смесь зад»етс>» н печь пятью порциями по 317,2 кг (5,8 кг/т) .

Выдержка после первой и второй порций 15 мин, после трет ьей ll »етнер— той 10 мин. Каждая порция »сгружает- 30 ся равномерно (в каждое завалочное

oKHo o I»0I»opo To<1 хобоз» -»а»».»лочн»>й м»ши»»ы), что обеспечив»ст распределение смеси данного расхода в количестве 0 625 кг/и поверх»»ости нан2

35 ны. Последняя порция смеси присаживается за 20 мин до раскисления. На время присадок смеси жидк:>текучесть

>»»лака сост»»ляет 155 мм.

Содержание марга»»1»а в металле в 40 процессе кипени» плавки не регламентируется . Восстановление кремния более О, 12% является нежелательным (актинный процесс). Легирование планки хромок» производится путем лри- 45 садки углеродистого феррохрома (1800 кг) за 30 мин до раскисле»»ия, В ко нце периода кипения жидко текучесть шлака состав:»яет 120 мм.

3а 15 мин до раскисления производило ся .замер температуры металла (1630 С), Продолжительность чистого кипения

1 ч 10 мин.

Химический состав металла перед раскислением,%: С 0,97; Мп 0,29;

Si 0,12; S 0,017; P 0,025; Cr 1,8; Ni 0,08;

Мо 0,2; V 0,08. Химический состав шлака геред раскислением, %: CaO+

4Mg0 6,5; SiO 2 56,8 „ FeO 14,0;

Fe>O З 1,3; МпО 9,2; А! О 4,5;

1,1; TiO 0,15.

Раскисление . Ра скисление ос уше ствляют силикомарганцем (500 кг) и

25%-ным ферросилицием (150 кг) . За

5 мин до выпуска замеряют температуl> ру металла (1610 С) . Продолжительность периода раскисления 1 ч.

Химический состав готового металла, %: С 0,95; Мп 0,40; Si 0,45; S

0,017; P 0,025; Cr 1,9; Ni 0,08; Мо 0,3;

Ъ 0,09. Химический состав ко»»еч»»ого шлака, %: CaO+MgO 7,5; SiO z 58,7;

FeO 14,0; Fe>0> 0,9; MI»0 12, 1;

A(0 g 3, 1; S 0,018; P 0,021; Cr О

4; VIVOS 1,0 TiO 0

В табл. 1 представлены I»»pl»a»» I» тЕХНОЛОГ»»ЧЕСКОй СХЕ.»Ы ОСУШ "Ст»зпс»н»Я предлагаемого способа выплавки нанадийсодержащих сталей (варианты

1 и 2 соответстнукт гранич»».>м п»ра-метрам расходов матери»:»эв, н»р».п т

3 — средним зн»че»»иям парам» тр >», а вариачты 4-17 — отличным от и! еллагаемых).

8 табл. 2 приведено влияние cIOсоб» ныпл»вки»»а»»а>з»»»»<-о;»ержа»»»;»х сталей на те !»o>7oã»»÷e». ê»»e пара "»e Ipû планки; в табл. 3 — влив»»ие слог» ба на удельнгн» расход шихт. вых ма тор;»алов; в табл. 4 — мех»ни 1.:с» »1» -»; йс .—

:>а сталсй.

Предла;аемый способ нь»ила>»к;» »»»адийсодержащих сталей позволяет l: пнысить качество металла, увеличи гь степень усвоения ванад»:я, стойкость кислой футеровки и »ыход жидкого металла, сократить длительность планки, а также снизить себестоимость стали.

Ф о р м у л а и з о б р е т е и и я

Способ выплавки ванадийсодержащих сталей в кислых мартеновских печах включающий э»валку нанадиеного > металлопродукта, о т .и и ч а ю шийся. тем, что, с»»елью»»овышения степени усвоения ванадия, стойкости футеровки, выхода жидкого металла, сокращения длительности плавки и снижения себестоимости стали, нанадиевый металло",pnäóêr в завалку вводят его количестве

20-40% от его общего расхо»»а на плавку, а остальное его количество загружают порциями в период кипения на шлаковую фазу сонместнo с известТаблица I

Вариан технологической схемы

Соотношение

Расход ванадиево" го металлопродукта в

Количество одной порции смеси, кг/м по2 компонентов в смеси (период кипения) ванадиевый металлопродукт:карбонат верхности ванны завалку> от общего расхода

l:0,0l

1: 0,05

I:0,03

1: 0,008

): 0,06

0,25

1,00

0,625

0,19

l,)0

0,625

0,625

0,625

0,625

1:0,03

1: 0,03

I:0,008

9 30

)О . 30

1:0,06

1 .0,03

1:0,03

1:0,008

l:0,06

1:0,03

1:0,03

I:0,008

1:0,06

0,19

l,1О

17

0,625

0,625

)3

17

0,19

4?

I,I0

l6 30

)7 30

0,19

1,10 няком или доломитом в соотношении

1:(0,01-0,05), равномерно распре1407961 6 деленными по 0,25-1,0 кг Hà I кв.м. поверхности ванны.

Таблиц ° 2 е в нет

Р,X О, 1

Иввеста 0,023

0,023 80,0 2 14 4 20

9 4ф5 -20,8

0 032 0,082

1-30

Ф

1-20

Э,l

0,017 0,026 0,052 2,4 ) 5.2,,0 15,0

0,0)7 86,8 150 3-40

0,0)8 0,026 О,Оi&

0,046

0,019 8&,2 155 3-35 )-10

0,017 0,025

14 Э,а 14,0 2,2.О, 022 0,028 О, 062 2,6 О, 022 82,4 130 4-00 1-25 12 4,0 17,8

81,6 1&0 3-55

10 3,0 19,5

0,023 0,028 0,068

2,9 0,023

1-30

4-00 1-.25 . 1 4,5 18,0

0,022 0,029 0,063 2,7 0,023 81,4 135

0,024 8Э,2 1Э5 4-00 1-30

11 3,5

I8tS

0,22 О;028 0,060

2,5

18,2

0,23 0,027 0,062

0,024 0,028 О, 070

9 32 200

3,0 0,023 82,2 185 4-00

l-3О

2,8 0,021 83, О 130 3-55 1-Э5

11 4,0 )7,5

l0 0,022 0,028

0,06!

10 3,0 19,0

)) 0,021 0,029 0,066

12 0,02! 0,030 0,063

13 0,023 0,029 0,066

14 0,023 0,028 0,065

15, 0,22 0,028 0,068

0,022 81 5 l &О 3-55 1-30

2,9

0,022 82,0 135 4-05 1-30

)) 35 . 180

2,7

1-35 )0 3,0 18,7

3,0 0,023 81,6 185 4-00

12 4,0 18,5

2,9 0,023 81,7 130 4-05

2,8 0,022 82,5 180 3" 55 1 "25

9 3,0

19.5

16

0,023 0,030 0,066

0,022 0,028 0,067

2,6

2,9

Вариант технологической

CXCNbI

Кол чес вон мет лич ких включений й

23 0016 890 165 350 1-15 . 13 25 148

2,6 0,022 &1,0, 130 3-55 1-35 12 4,0

0,022 82 ° 3 130 4-00 1«30 !2 3 5 . 17 9

0,023 83,0 180 4-00 1-30 10 3 0 18,0 .

1407961

Таблица 3

Вариант техноУдельный расход, кг/т логической схеКарбо Мп-ру- Чугу рунд да марк

ПВК

Fe-ру Ванада диевый металлопродукт

Известный

0,4

1,5 305 4,0 40

290 3 6 40

280 3,4 40

285 3 5 40

300 3,8 40

310 3 4 40

310 3,7 40 ф

6-17

6- ) 7 — приведены средние значения удельных расходов.

Т а б л и ц а 4

Механические свойства

Способ сов, о, кг/мм Ж

2 4, а„, Х кгм/сме от, кг/M/J

Изв естный 51 71,4 12 3 204 3 5

Предлагаемый 57,5 79,8 13,9 23,2 4,5

Составитель В.Остринский

Техред A.Кравчук Корректор М. Шароши

Редактор Н.Яцола

Заказ 3275/28

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д, 4/5 т"

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4