Смесь для прямого легирования стали

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству марганецсодержащей стали. Цель - повышение восстановительной способности. Смесь содержит, мас. %: MnO 40 - 45; SiO₂ 10-12, CaO 12 - 15; MgO 3 - 6; Si 7,5 - 9; Fe - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству марганецсодержащей стали. Цель изобретения повышение восстановительной способности. Смесь по данному изобретению содержит оксиды марганца, кальция, кремния, магния, железо и кремний при следующих соотношениях, мас. MnO 40-45 SiO₂ 10-12 CaO 12-15 MgO 3-6 Si 7,5-9 Fe Остальное Соотношение компонентов смеси выбрано с учетом снижения расхода восстановителя при сохранении высокой степени извлечения марганца, достижения достаточно высокой основности смеси, малой вязкости шлака, низкой его кратности и удешевления процесса легирования. Количество оксидов марганца (40-45% ) определяется необходимостью обеспечения высоких показателей извлечения марганца при снижении себестоимости стали. Содержание в смеси оксидов кремния (10-12) выбрано в учетом обеспечения необходимой основности (1,5-1,8). Это оптимальные значения для получения наилучших результатов в процессе восстановления, так как оксиды марганца имеют высокую активность, минимальный расход восстановителя, шлак достаточно жидкотекуч, высокая степень извлечения марганца. Количество извести в пределах 12-15% обеспечивает необходимую основность смеси для создания оптимальных физико-химических характеристик (высокая активность оксидов марганца, наименьшая вязкость шлака), благодаря чему достигается высокая степень извлечения марганца из шлака и минимальный расход восстановителя. Оксиды магния (3-6%) введены в смесь для обеспечения достаточной жидкоподвижности шлака и поддержания необходимого уровня основности. Для повышения плотности смеси в нее введено железо. Плотность смеси должна быть такой, чтобы погрузить смесь под слой образующегося шлака и таким образом создать оптимальные кинетические и термодинамические условия восстановления оксидов марганца. При таких условиях расход восстановителя будет минимальным, степень извлечения Mn максимальная. Смесь будет иметь наименьшую стоимость. В качестве восстановителя в смеси использовали кремний, его содержание составляло 7,5-9% Такое количество обеспечивает полное восстановление марганца и не снижает основности шлака. П р и м е р. Предложенную смесь готовили путем смешивания карбонатного марганцевого агломерата фракции 10-15 мм и железокремниевого сплава фракции 5-10 мм. Карбонатный марганцевый агломерат (ТУ-14-9-324-87) имел следующий химический состав, мас. MnO 57-61; SiO₂ 15-16; CaO 1-19; MgO 3-4; остальное примеси, не участвующие в реакциях. Железокремниевый сплав состоял из Si 20% Fe 79,6% примеси 0,4% (1); Si 30% Fe 69,5% примеси 0,5% (2); Si 40% Fe 59,4% примеси 0,6% (3). Смесь, соответствующую прототипу, изготавливали с использованием сплава алюминия и кремния с марганцем и железом, марганцевого флотоконцентрата и доломита. Все компоненты дробили до фракции 10-15 мм. Плавки с использованием легирующих смесей проводили в индукционной печи ИСТ-0,06 садкой 60 кг. В качестве металлошихты использовали металл следующего химического состава, мас. С 0,03-0,05; Mn 0,03-0,6; S 0,024-0,026; Р 0,003-0,006. Для раскисления и легирования стали кремнием в нее вводили ферросилиций марки ФС-65 в количестве 3,85 кг/т стали, а для науглероживания использовали термоантрацит (1,45 кг/т). Температуру металла замеряли термопарой погружения ВР 5/20. После достижения 1650^оС на поверхность металла задавали предложенную смесь в количестве 14 кг/т стали. Так как смесь, соответствующая прототипу, содержала меньшее количество оксидов марганца, то для выплавки стали типа Ст. 3 сп расход ее был увеличен до 20,5 кг/т стали. Восстановительную способность смесей оценивали степенью извлечения марганца и степенью использования восстановителя. Состав смесей, состав исходного и готового металла и технологические показатели приведены в таблице. Состав смесей 2-4 соответствовал заявляемым пределам по содержанию всех компонентов. При легировании металла с использованием смесей 2-4 были достигнуты самые высокие показатели восстановительной способности. Степень извлечения марганца в среднем 94,7% а степень использования восстановителя 98,0% Плавка 1 показала, что смесь содержала избыточное количество железокремниевого сплава и поэтому восстановитель расходовался неэффективно. Степень его использования составила всего 77,4% Избыток кремния способствовал образованию дополнительного количества оксидов кремния, снижающих активность марганца. Это привело к снижению степени извлечения марганца. Восстановительная способность этой смеси была неудовлетворительной. Плавку 5 проводили с использованием смеси, содержащей завышенное количество карбонатного марганцевого агломерата и заниженное количество железокремниевого сплава. Восстановителя было явно недостаточно, он использовался на 97,9% и смог восстановить лишь 43,1% марганца. Сталь получилась некондиционной по ГОСТ. В плавке 6 использовали смесь, соответствующую прототипу. Алюминий смеси во время плавления большей частью угорел, о чем свидетельствовало сильное дымовыделение. Кремний как восстановитель использовался неэффективно и его использование составило всего 43,7% Значительная активность оксидов кремния отрицательно сказалась на процессе восстановления марганца, поэтому и степень извлечения марганца была низкой. Данная смесь имела низкую восстановительную способность.

Формула изобретения

СМЕСЬ ДЛЯ ПРЯМОГО ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ, содержащая оксиды марганца, кальция, кремния, магния, железо и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения восстановительной способности, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас. Оксиды марганца 40 45 Оксиды кремния 10 12 Осиды кальция 12 15 Оксиды магния 3 6 Кремний 7,5 9 Железо Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2