Экзотермический брикет для легирования стали ванадием

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сплавам и лигатурам для легирования стали в ковше ванадием. Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия из брикета, устранение пироэффекта и увеличение стойкости брикета при хранении. Экзотермический брикет содержит следующие компоненты, мас.%: комплексный сплав железа, кремния, Ьанадия и алюминия 42,5-51,5 ванадат кальция 42,0-49,5 плавиковый шпат 3,5-5,0 и связующее 3,0-3,5. При использовании предлагаемого брикета примерно 15-20% ванадия вводится комплексным сплавом Fe-Si-V-Al, т.е. увеличивается доля ванадия, вно симого в металл из материала, получаемого с высоким извлечением ванадия , в результате чего сквозное извлечение ванадия повышается на 1-2% Использо вание сплава Fe-Si-V-Al в ка-- честве восстановителя и ванадата кальция, который является в брикете одновременно окислителем и фпюсующим т.к. содержит пятиокись ванадия и известь, позволяет полностью исключить пироэффекты и дымовыделения. Поскольку в ванадате кальция вся известь связана с пятиокисью ванадия в виде химических соединений и CaiVt pTf заявляемые брикеты негигроскопичны , благодаря чему становится возможным длительное (2-4 недели) хранение данных брикетов на воздухе. 2 табл. (Л ч CD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (51) 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

fl0 ИЗОБРЕУЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4212972/31-02 (22) !5.01.87 (46) 30.12.88. Бюл. 9 48 (71) Сибирский металлургический институт ий. Серго Орджоникидзе (72) Н.В.Толстогузов и М.А.Соловьев (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 969771,,кл. С 22 С 33/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР з 467943, кл. С 22 С 7/00, 1973. (54) ЗКЗОТЕРМИЧЕСКИЙ БРИКЕТ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ ВАНАДИЕМ (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к сплавам и лигатурам для легирования стали в ковше ванадием. Цель изобретения— повышение степени извлечения ванадия из брикета, устранение пироэффекта и увеличение стойкости брикета при хранении. Зкзотермический брикет содержит следующие компоненты, мас.%: . комплексный сплав железа, кремния, ванадия и алюминия 42,5-51,5; вана„.SUÄÄ 1447913 А1 дат кальция 42,0-49,5; плавиковый шпат 3,5"5,0 и связующее 3, 0-3,5.

При использовании предлагаемого бри-. кета примерно 15-20% ванадия вводится комплексным сплавом Fe-Si-V-A1, т.е. увеличивается доля ванадия, вносимого в металл из материала, получаемого с высоким извлечением ванадия, в результате чего сквозное извлечение ванадия повышается на 1-2%

Использование сплава Fe-Si-Ч-А1 в качестве восстановителя и ванадата кальция, который является в брикете одновременно окислителем и флюсующим, т.к. содержит пятиокись ванадия и известь, позволяет полностью исклю- а чить пирозффекты и дымовыделения. Поскольку в ванадате кальция вся иэнесть связана с пятиокисью ванадия в виде химических соединений CaV Ot С и Са Ч О, заявляемые брикеты негигроскопичны, благодаря чему становит- 2 ся возможным длительное (2-4 недели) хранение данных брикетов на воздухе.

2 табл.

1447913

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов экзотермических брикетов для легирования стали.

Цель изобретения — повьппение степени извлечения ванадия иэ брикета, устранение пироэффекта и увеличение стойкости брикета при хранении.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в использовании комплексного ванадийсодержащего сплава и ванадата кальция.

При использовании предлагаемого брикета примерно 15-20Х ванадия вво" дится комплексным сплавом Ре-Si-V-A1, т.е. увеличивается доля ванадия, вносимого в металл из материала, получаемого с высоким извлечением ванадия, и снижается доля ванадия, переходящего в металл иэ материала, получаемого с низким извлечением ванадия, в результате этого сквозное извлечение ванадия увеличивается.

Кроме того, при использовании 25 комплексного сплава в качестве восстановителя в брикете за счет экзо" термических реакций восстановления ванадия из ванадата кальция кремнием и алюминием сплава Fe-Si-U-А1 сам сплав переходит .в жидкое состояние, благодаря чему использование ванадия сплава при легировании стали предлагаемым экзотермическим брикетом близко к 100 .

Соотношение между расходом сплава Fe-Si-V-Al и ванадатом кальция, равное 1,0-1,1, при избытке восстановителя обеспечивает наибольшую полноту реакций восстановления ванадия из ванадата. Все это приводит к тому, что сквозное извлечение ванадия в

1 сталь из брикета возрастает на 1,02,0 . Так как сплав Fe-Si-Ч-А1 взят в избытке, То часть кремния сплава

45 участвует в реакциях восстановления ванадатов, а другая часть переходит в сталь и одновременно с легированием стали ванадием происходит раскисление ее кремнием.

Использование сплава Fe-Si-U-Al в качестве восстановителя и введение пятиокиси ванадия и извести ванадатом кальция, который является в брикете одновременно окислителем и флюсующим, позволяет полностью исключить пироэффекты и дымовьщвления в атмосферу цеха. Последнее связано с тем. что благодаря разбавлению восстановителя железом, а пятиокиси ванадия — известью в микрообъемах, где протекают реакции окисления алюминия (1) и кремния (2), температура заметно снижается и испарения веществ, входящих в брикет, не происходкт.

Равномерный спокойный ход горения брикетов приводит также к тому, что полезное использование кремния сплава

Fe-Si-V-Al составляет 93-94 . Брикеты в.атмосфере воздуха негигроскопичны и содержание влаги в них при хранении практически не повышается, так как в ванадате кальция вся известь связана с пятиокисью ванадия в виде химических соединений CaV О, и Са VP, Становится возможным длительное (2—

4 недели) хранение данных экзотермических брикетов на воздухе.

Пример. Для приготовления брикетов использовали сплав состава, : Si 40-50; U 4-6; Al 8-15; Fe остальное, ванадат кальция (V<0> 55

65Х; СаО 24-32 )и флюорит 75 крупностью 0-0,5 мм.

Дробленый сплав Fe-Si-V-Al, ванадат кальция и флюорит тщательно перемешивали с добавлением связующего (жидкое стекло плотностью 1,31,38 г/см ). Смесь затем брикетировали на лабораторном прессе с усилием 10 т в виде таблеток диаметром

3 см и.высотой 2 .см.

Брикеты сушили на воздухе, после чего обжигали при 250 С. Часть брикетов испольэовали свежеприготовленными, другие †.после длительного (2-4 недели) хранения на воздухе.

Брикеты различного состава загружали в тигель из карбонитрида бора, помещенный в печь Таммана при 16001630 С.

После выдержки в течение 5 мин получившийся металл и шлак выливали из тигля и отправляли на химанализ.

С целью приближения к реальным условиям легирования металла брикетами на дно тигля перед дачей очередного брикета загружали мягкое железо марки ЖР 03 в количестве 0,4-0,6 от веса брикета. Брикетами легировали также сталь 50 ФХА.

Составы использованных брикетов и полученные результаты приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из табл. 1 и 2, при менение в экзотермическом брикете комплексного сплава Fe-Si-V-Al a

447913

4 качестве ванадкйсодержащего вещества и извести он содержит ванадат кальция при следующем соотношении компо" нентов, мас.Х:

Флюорит 3, 5-5,0

Комплексный

Fe-Si-V-Al сплав

Ванадат кальц}ия

Связующее

42,5-48,5

44-49,5

3,0-3,5

Экзотермический брикет для легиро- 10 вания стали ванадием, содержащий флюорит, известь,. комплексный сплав на основе кремния., ванадийсодержащее вещество и связующее, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыпения степени извлечения ванадия из брикета, устранения пирозффекта и увеличения стойкости брикета при хранении, он содержит в качестве комплексного сплава — сплав Fe"Si-V-А1, а в

Состав, мас. Е

Компоненты

Предлагаемый г з

Сплав

Fe-Si-V-A1

48,0

48,5

48,0

Сплав

Fe-Si-Аl

6,0 .6,0

40,8 40,8

5,0

50,0

43,2

41,0

30,0

12,1

12,1

8 0

Известь

Ванадат кальция

49,5

44,5

44,0 45,0

vo

Флюорит

46,0

4,5

4,0

3,0

5,0

2 5

3,5

3,5

Связующее

Конвертерный ванадиевый шлак

О62Zvо,) 10,3

3 1 также ванадата кальция позволяет повысить степень извлечения ванадия из брикета без пироэффекта и дымовыделения, а также длительность хранения брикета.

Формула изобретения

2. Экзотермический брикет по п,1, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что комплексный сплав Fe-Si-V-А1 содержит компоненты в следующем соотношении мас. Ъ

Кремний 40-50

Алюминий 12-15

Ванадий 4-6железо Остальное

Таблица 1

Известный

42,5

1447913

Таблица 2

Состав экзотермических брикетов

Характеристика

Известный

Предлагаемый

Хранение интенсивное

12 ч на воздухе Не иэм. Не иэм. Не изм. Не иэм. разбухание

1 сут

97,5

97,8

96,7

96,8

95,8 интенсивное пламя

Характер реакции

Без пироэффекта

Составитель Н.Косторной .

Редактор.М.Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор Г,Решетник °, Заказ 6812/31 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

14 сут

28 сут

Степень извлечения ванадия из брикета, Х

1 потеря прочности (рассыпание)