Способ производства титансодержащих лигатур

 

Изобретение относится к металлургии, преимущественно черной, и может быть использовано при производстве ферросплавов, применяемых для раскисления и микролегирования стали. Целью изобретения является повышение однородности лигатуры и снижение угара элементов. Способ производства титансодержащих лигатур заключается в сплавлении отходов титана с жидким ферросплавом. При этом осуществляются подогрев емкости до 500-980°С, загрузка в подогретую емкость отходов титана плотностью 0,15 - 0,7 т/м<SP POS="POST">3</SP> с последующей их выдержкой в течение 5 - 12 мин и заливка ферросплавом, имеющим температуру 1580 - 1800°С. После выдержки расплава в течение 7-15 мин лигатура переливается в другую емкость со скоростью 1,6 - 7,2 т/мин. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) (1) 4 С 22 С 33/04

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ H ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4247073/23-02 (22) 19.05.87 (46) 15.05.89. Бюл. 1(18 (71) Институт черной металлургии (72) В.А.Иелеков, В.А,Вихлевщук, В.Ф.Поляков, Б.К.Андреев, А.В.Жовтяк, В.А.Кислицин, В.И.Ерко, В.В.Земляков, В.П.Солошенко, Ю.Ф.Лотц, А.Г.Лихачев и А.Е.Шубин (53) 669.168(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 452607, кл. С 21 С 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

Р 469754, кл. С 2 1 С 7/00, 1973.

Патент США И - 3063831, кл. 75-129, опублик ° 1962. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ ЛИГАТУР (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии, преимущественно черной, и может быть использовано при выплавке ферросплавов, применяемых для раскисления, модифицирования и микролегирования стали.

Целью изобретения является повышение однородности лигатуры и снижение угара элементов.

Предложено после заливки ферросплава титансодержащую лигатуру выдерживать в емкости в течение 7—

15 мин, а затем переливать в другую емкость со скоростью 1,6-7,2 т/мин.

При этом использовать отходы титана плотностью О, 15-0,7 т/м, которые

2 лургии, преимущественно черной, и может быть использовано при производстве ферросплавов, применяемых для раскисления и микролегирования стали.

Целью изобретения является повышение однородности лигатуры и,снижение угара элементов. Способ производства титансодержащих лигатур заключается в сплавлении отходов титана с жидким ферросплавом. При этом осуществляето ся подогрев емкости до 500-980 С, загрузка в подогретую емкость отходов титана плотностью 0,15-0,7 т/м с последующей их выдержкой в течение 5-12 мин и заливка ферросплавом, имеющим температуру 1580-1800 С. После выдержки расплава в течение 7

15 мин лигатура переливается в другую емкость со скоростью 1,6—

7,2 т/мин. 4 з.п. ф-лы, 1 табл. С: загружают в емкость, подогретую до о

500-980 С, и выдерживают в ней в течение 5-12 мин.

Кроме того ферросплав заливают при. 1580-1800 С.

Выдержка титансодержащей лигатуры в емкости в течение 7-15 мин необходима для некоторого усреднения температуры и химического состава расплава, а также для снижения температуры сплава перед переливом его в другую емкость. Продолжительность выдержки определяется плотностью пе-реплавляемых отходов и массой лигатуры в емкости. Минимальное время выдержки (7 мин) относится к услови1479542 ям использования отходов низкой плотности и массы сплава до 3 т, максимальное (15 мин) — при переплаве отходов высокой плотности и массой ли5 гатуры свыше 5 т.

При переливе лигатуры из одной емкости в другую со скоростью, равной

1,6-7,2 т/мин, происходит полное усреднение ее химического состава, что обеспечивает получение однородного сплава. Скорость перелива определяется массой полученного сплава. Нижний предел (1,6 т/мин) используется при массе лигатуры до 3 т, верхний (7,2 т/мин) в случае массы сплава, превышающей 5 т.

Подогрев емкости до 500-980 С и выдержка в ней в течение 5-12 мин отходов титана плотностью О,!5-0,7 т/м 20 обеспечивает их полный прогрев, что способствует ускорению растворения титана, а следовательно, и более рав-, номерному распределению его по объему заливаемого железосодержащего 25 сплава. Кроме того, эти мероприятия дают воэможность загружать необходимое количество отходов, в том числе и стружки титана, уменьшающейся в объеме в результате прогрева. Выдерж- 30 ка титансодержащей лигатуры в течеЪ ние 7-15 мин способствует повышению ее однородности, уменьшению температурного градиента и некоторому снижению температуры сплава, за счет чего обеспечивается уменьшение угара не только титана, но и других элементов лигатуры в процессе перелива ее из одной емкости в другую со скоростью 1,6-7,2 т/мин и последующей раз- 40 ливки. Благодаря созданию условий, ускоряющих процесс плавления отходов титана и образования жидкоподвижного сплава, подвергаемого переливу, обеспечивается полное его усреднение, в 45 результате чего достигается получение качественной титансодержащей лигатуры однородного состава при минимальном угаре элементов.

Температурные пределы подогрева емкости, предназначенной для приготовления лигатуры, обусловлены условиями нагрева отходов: нижний предел о (500 С) — при использовании мелкосортных отходов малой плотности (например, стружки титана), верхний (980 С) — в случае применения крупно-. сортных отходов большой плотности (например, обрези слитков). Нижний предел плотности отходов титана (О 15 т/м ) определяется тем, что отходы плотностью менее О, 15 т/м, заполняя большую часть емкости, не позволяют загрузить необходимое их количество. Кроме того, применение отходов плотностью менее 0 15 т/м приводит к значительному увеличению угара титана. Верхний предел плотности (0,7 т/м ) обусловлен невозможностью полного растворения отходов титана с плотностью более 0,7 т/м (из-за тугоплавкости титана). Продолжительность выдержки отходов в подогретой емкости определена иэ условии оптимального использования тепла емкости для прогрева отходов при минимальном их угаре, Нижний предел выдержки (5 мин) применяется при использовании мелкосортных отходов, верхний (12 мин) — при использовании крупносортных отходов.

Растворение титана происходит за счет тепла, воспринимаемого от подогретой емкости, теплоты, выделяемой в результате растворения титана в ферросплаве, и тепла, вносимого ферросплавом, заливаемым при 1580-1800 С.

Нижний предел температуры ферросплава (1580 С) выбран из расчета обеспечения полного расплавления отходов о титана. При температуре менее 1580 С в нижний части емкости, особенно при использовании отходов относительно большой плотности, могут оставаться куски нерастворившегося титана.

Верхний предел (1800 С) обусловлен увеличением угара элементов. Превы- . о шение температуры 1800 С приводит к значительному угару не только титана, но и элементов заливаемого ферросплава, что экономически нецелесообразно.

Опробывание предлагаемого способа осуществлено в промышленных условиях.

Лигатуру изготовляли путем сплавления в ковше отходов титана с жидким ферросилицием марки ФС 65, выплавляемым в электроферросплавных печах мощностью 27 МВА непрерывным процессом с периодическим выпуском.

Химический состав лигатур, 7: кремний 45,6-56,2; титан 9,8-21,2; железо и примеси остальное. Масса получаемого сплава колеблется от 1,8 до

6 т.

14

В подогретый ковш загружали необходимое количество отходов титана, состоящих из стружки, обрези или слитков,. или комбинации иэ таких отходов. После выдержки отходов в горячем ковше последний подавали лод летку печи и заполняли жидким ферросилицием.

Для получения сравнительных данных по заливке отходов титана низкотемпературным ферросплавом, как в известном способе, ферросилиций выпускали в пустой ковш и только после снижения температуры его заливали в ковш с отходами титана.

В зависимости от испытываемого способа полученную титансодержащую лигатуру определенное время выдерживали в ковше, а затем переливали в другой ковш или же подвергали перемешиванию, как в известном способе.

Лигатуру разливали на машине конвейерного типа. Для установления степени распределения титана по объему лигатуры и определения угара титана и кремния в процессе разливки всех плавок отбирали пробы металла, соответствующие верхним порциям сплава, 25, 50, 75 и 100Х массы лигатуры.

При проведении экспериментов выплавили 10 плавок титансодержащей лигатуры, в том числе 5 плавок, соответствующих предлагаемому способу, 2 плавки, граничащие с предлагаемым, и 3 плавки по прототипу.

Результаты опытов приведены в таблице.

79542

Как следует из таблицы при изготовлении титансодержащих лигатур по предложенному способу в 4,8-8,1 ра5 за снижается неоднородность ло распределению титана в объеме сплава при одновременном уменьшении угара титана на 18,8-22,4Х и кремния на

5,4-12,0 абс.X.

Формула изобретения

1. Способ производства титансодержащих лигатур, включающий выллав15 ку ферросплава и последующую его заливку в емкость с отходами титана, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности лигатуры и снижения угара элементов, пос2л ле заливки ферросплава лигатуру выдерживают в емкости в течение 7—

15 мин, а затем переливают в другую емкость со скоростью 1,6-7,2 т/мин.

2. Способ по и. 1, отличаю25 шийся тем, что используют отходы титана плотностью О, 15-0,7 т/м .

3. Способ по пп. 1 и 2 ° о т л ич а ю шийся тем, что перед загрузкой отходов титана емкость нагре"

30 вают до 500-980 С.

4. Способ по лп. 1-3, о т л ич а ю шийся",тем„ что перед заливкой ферросплава отходы титана выдерживают в нагретой емкости в течение 5-12 мин.

5. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что ферросплав заливают при 1580-1800 С.

О3 о м

Ц U

О о3 эоа ф л л

CV сч 0 -Ф -Ф СО Ч:3 л л л a a a

° Ф с Ъ с Ъ с Ъ Ф л л о с Ъ сЧ % с Ъ Г Ъ а л л л л а с \ 6Ъ с Ъ .Ф с 1 л оО

С Ъ сСЪ Ch W «0 л л л лСЧ л сЪ сЪ сЪ сЪ О и I! л

61 131 ом а f ° сб Ж с3

Э Ci

Х со сЪ О сЪ с 1 л а л л л л

О О О Е оО

° ° е» а ° сч

Ch л л с ) оО л о

CV.О С1 С Ъ О СЧ Е л л а л л л

Л лО а л оо э о

I л

О ОООО О оО оО О о ссЪ О Л О ОО ссЪ

О ссЪ сЪ у аалто

3-с 3 v

I О C I

О сЧ сл о л съ Осъло с ъ О с Ъ л л л л л л

O ООООО

O л

00 л

1

3 !33 е о а 3с э о д сов

О

О

O ОООО О

О сЧЛОСОО ссЪ ОЛОСЗВ оо осъЬ о л л л л л л

СЧ сСЪ- ОСЧ

С31 л с/Ъ

I 1 I

1 В"С сб

Э 4 ° сЧ с Ъ N ссЪ К)

I асО

1 3"-3 34

Р фаю во I I л О3

I & Э 63 о3 3

1 О.!

3 о

О С3 Х О3 и

ЕсОgОЗО

1 Э A Ыф

4 Ж Ж

v e о э о о3 О Э а)3

Ю Но!1

4 534 I

1479542

I о3 О !

О3 3ОО

4 М сО а

СО О3 Э 8 о v

МЦОо3 ооэй

ОХ О!

3о R2 и о3 сО l6 Ol! жамм

Ж со сооо

1- OOà

31

А

3. К О

О ж 3О

Ж о с-в 3 Э жо о

О асО3 м а в &

М Х 1

U 1 Ж

Ж 6) о3

Е(О3 Х с3 о о

c6 m ь а

Х о3 сО а

° Ю Э Ж хох

5l

cO

cd dI

Х . е

1 Р

Й Э

Э а

Ф о!

Э о а а, о

g v) о

Щ и и

1

СЧ

A л

Р

Ц о.

О

1.Ф

° л

СЧ

С ) ° ь

С !

Ю

Э

Э 1

Х 1 л

° I

Ch

Р1

Ю

СО

С 3

ДI dl 5ÐÎ

3оЯхе

1 и Ф Х 4 В 3

Р I

Ю

CV

s!! 1 и

Ю

С 1

Ю

Ю

Ю

Щ О

О

Ю н

1 C

I 1 f

OcdO о 1I М Э

1 М Х О о се и э х а, Le ВФ о °

OI Х

dI & н о

Р3 о х <0

0l 6)

Х Х

1479542

Э Ф хна.о э аэ а

co X а мооэ

cd щ н и й

ohio цохе о х х

Х d: cd

Э О Е» ож м

Э ф

X cd O d!

Ж Ж 6) Х

I 1 о

А а

О а о ц

cd (Г ном

Ц " (б

РЭО

x < 3 &

g cd О Э

Э Ж 6)