Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и предназначено для обработки чугуна, выплавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков. Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия из шлака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.%: углерод 10-14, подовый шлак от сжигания мазута 20-34, шлам абразивной обработки прокатных валков остальное. Использование легирующей смеси позволяет увеличить степень извлечения ванадия из шлака в 2,04 раза, снизить стоимость легирования чугуна и уменьшить брак литья на 12%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕО (ИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РМ6Л11 1(- . 1О

10-14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 44 29633/31-02 (22) 23.05.88 (46) 30.11.89. Бюл. Му 44 (71) Днепропетровский металлургический институт и Лутугинский завод прокатных валков (72) Н.И. Будагьянц, О.В. ПузырьковУваров, В.И. Кондратенко, К.Ф. Кравец, П.М. Косой, А.А. Сирота, В.П. Саушкин, Ю.В. Дяченко и В.Я. Гапотченко (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(р 1082853, кл . С 22 С 35/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Р 1350186, кл . С 22 С 35/00, 1987. (54) ЛЕГИРУЮ(ЦАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ

ВАЛКОВОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии, в частности к легирующим смесям для обработки желеэоуглеродистых сплавов, и предназначено для обработки чугуна, выплавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков.

Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия иэ шпака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья.

Предложенная легирующая смесь для выплавки чугуна содержит подовый шлак от сжигания мазута и шлам абразивной обработки прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.7.: (511 4 С 21 С 1/00, С 22 С 35/00

2 лургии, в частности к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и предназначено для

/ обработки чугуна, выплавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков. Цель изобретения повышение степени извлечения ванадия из шпака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас,й: углерод

10-14, подовый шлак от сжигания мазута 20-34, шлам абразивной обработки прокатных валков остальное. Использование легирующей смеси позволяет увеличить степень извлечения ванадия из шлака в 2,04 раза, снизить стоимость легирования чугуна и уменьаять брак питья Hà 12K. 1 табл. C

Углерод

Подовый шпак от сжигания ма зута 20-34

1ьлам абразивной обработки прокатных валков Остальное

Механическая обработка бочек прокатных валков (исполнение ЛПХНд) ввиду их очень высокой твердости производится не лезвийным инструментом, а абразивными электрокорундовьщи кругами (24А-ПП-99,57. А1рО ) . При этом образуется большое количество шлама, содержащего 10-15Х частиц

Al Оз и 85- 90X частиц чугуна следую1525212

mего химического состава, мас. X:

С 2,65-2,95; Si 0,45-0,55; Мп 0,450,60; Cr О, 55-0,80; Ni 3, 55-4,80;

9 У

Мо О 05-0 5. Этот шпам ранее не ути5 лизировался и выбрасывался в отвал.

Большое содержание в отвальном шпаме всех легирующих элементов, входящих в состав чугуна для прокатных валков, предопределяет высокую технико-экономическую целесообразность его использования при плавке легированного чугуна в качестве заменителя части соответствующих дорогостоящих ферросплавов.

l5

Пример. В дуговой электропечи ДС-5МТ с кислой футеровкой емкостью 5 т ппавили чугун для прокатных налкон исполнения СПХНФ-45, которые должны иметь следующий химический состав, мас. 7: С 2,7-3,4; Si 0,6-1,2;

Мп 0,5-0,8; Cr 0,5-1,0; Ni 0,7-1,2;

V О, 15-0,27.

При расчете шихты расход ферросплавов осуществляли на среднее содержание химических элементов. Легирующие компоненты известной и предложенной смеси загружали в количестве 50 кг на 1 т металла на подину печи перед вводом в нее металлозавалки.

В составе легирующих смесей использовали подовый шлак от сжигания мазута, содержащий, мас.7.: V О 48,8;

SiO 43 5; СаО 5,2; А1 Оз 2 5; MgO

1 5; FeO 0 6; МпО 0,6; Ni 9,2; С 7,8;

S 2, 1; остальное — примеси — шлак

35 производства ферром „ганца, содержащий, мас.7.: 36,6 СаО; 35,4 SiO ; 5,5

А1 О з, 2,4 MgO; 0,3 FeO; 0,007 Р;

0,7 S; 0,4 С; 17,2 МпО, — а также

40 шпам абразивной обработки прокатных валков, содержащий 12И А1 0у и 887 частичек металла следующего химического состава, мас. 7.: С 2,86; Si

0,52; Мп 0,55; Cr 0,68; Ni 3,96; Мо

0,18; Ре — остальное. В качестве восстановителя использовали углерод в виде коксика.

Результаты сопоставительных плавок приведены в таблице.

Степень извлечения ванадия из 50 смеси определяли по формуле (ГчД вЂ” t v,jò

0,56 (V О ) 1ч где  — масса ванадиеного шпака, кг;

Т вЂ” масса планки, кг; (Ч,j — заданная концентрация ванадия в металлe, 7.; (Ч j — остаточная концентрация ванадия в металле;

0,56 — коэффициент пересчета пятиокиси на металлический ванадий;

V 0 — концентрация пятиокиси в нанадиевом шлаке, 7;

I — степень извлечения ванадия

1 из шлака.

Проведенные сопоставительные плавки показали, что использование предложенной смеси вместо известной позволяет повысить степень извлечения ванадия из смеси от 48, 167. до 98, 27, что позволяет снизить в составе смеси количество наиболее дорогостоящего компонента — подового шлака от сжигания мазута на 6,9 кг/т для получения 0,17 V т.е. более чем в 2 раза. Это стало возможным за счет увеличения в смеси количества шлама абразивной обработки прокатных валков, в состав которого входят дорогостоящие легирующие элементы. Входящий в состав шлама глинозем существенно снижает вязкость кислых шлаков, поэтому в предложенном составе он служит эффективной разжижающей добавкой. Использование в качестве разжижающей добавки амфотерного окисла

Al О> вместо основного окисла МпО не только снижает окисленность ныплавляемого чугуна, что, соответственно, способствует повышению степени извлечения ванадия из шлака, но и позволяет снизить количество восстановителя (углерода), необходимого для раскисления шлака, а также значительно уменьшить агрессивное действие шпака на кислую футеровку печи, ч о, в свою очередь, повышает стойкость футеронки и уменьшает разбавление образую" щегося шлака кислыми окислами и уменьшает его количество. Меньшее количестно шлака при использовании предложенной смеси обеспечивается также за счет большого содержания н ней металлической фазы н виде частиц чугуна шлама абразивной обработки валков, которые оказывают каталитическое влияние на процессы восстановления окислов. Количество в смеси подового шлака от сжигания мазута обосновано необходимостью получения н чугуне для валков регламентированного требованиями технических условий содержания ванадия — 0,15-0,277.. При содержании в смеси поданогп шпака меот сжигания

20-34

Стоимость

Состав смеси, мас.7

Количество подово

ro шпака для

Степень из влечения ваСодержание

Количество подового шлака в смеси, кг

Плав— легированного ка шлак производст— ванадия в шпам абразивной обработки подовый угле— чугуна, руб/т надия иэ шлака род чугуне мас.X шпак получения О, 17. ванадия от ва ферромарганца сжига прокатния в чугуне, кг мазута ных валков

13,40

13, 10

1-3, 41

6,50

6,25

6,42

6 53

6,60

188, 37

188,23

188, 08.

178, 00

179,28

180,52

181,81

183, 1

33,5 0,25 47,8

31,5 0,24 48,5

29,5 0,22 48,2

6,5 О, 10 96,8

10,0 0,16. 98,3

13,5 0,21 98,5

17,0 0,26 97,8

20,5 0,31 96,2

67

63

59

17 75

20 70

27 61

34 52

37 47

15 18

17 20

19 22

12

14

1*

2*

3*

5**

6"*

7**

* Плавки с использованием известной смеси.

** Плавки с использованием предложенной смеси.

5 15252 нее 207. не обеспечивается необходимое содержание в чугуне ванадия, а при спсодержании более 347 начинает возрастать стоимость легирования за счет уменьшения доли абразивного шлама, вносящего в чугун никель, хром, кремний, молибден (см. таблицу, плавка 8).

При содержании в смеси шлама абразивной обработки прокатных валков бо- 10 лее 707 снижается доля подового шлака от снижения мазута и не обеспечивается необходимое содержание ванадия в чугуне (см. таблицу, плавка 4), снижение содержания шлама в смеси ме ее 527. приводит к увеличению стоимости смеси (см. таблицу, плавка 8).

Содержание углерода в смеси (10147) определяется его необходимым количеством для восстановления пятиокиси ванадия подового шпака от сжигания мазута. Уменьшение и увеличение его содержания относительно этих пределов сопровождается снижением степени извлечения ванадия из шлака (плавка 4 и 8).

Таким образом, результаты опытных плавок свидетельствуют о том, что использование предложенной смеси вместо известной обеспечивает увеличение степени извлечения ванадия из шпака в 2,04 раза при снижении стоимости легирования и брака литья на

1 27..

Применение предложенной смеси не требует изменения операций ее подго35 товки, загрузки и не сопровождается

12 6 изменением технологических параметров плавки °

Возможность использования отходного материала для получения легированного валкового чугуна — шпама абразивной обработки прокатных валков решает вопрос сквозного извлечения дефицитных легирующих элементов — никеля, хрома, кремния, молибдена, а также важную народно-хозяйственную задачу — разработку отвалов вальцелитейных заводов, улучшение санитарногигиенических условий окружающей среды и освобождения земельных площадей. формула изобретения

Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна, содержащая углерод и подовый шлак от сжигания мазута, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения степени извлечения ванадия из шлака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья, она дополнительно содержит шлам абразивной обработки прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Углерод 10-14

Подовый шпак мазута

Шлам абразивной обработки прокатных валков Остальное