Шихта для получения синтетического шлака

 

Союз Советских

Социалистических

Республик („)653298

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

5 (51) М. Кл.

С 21 С 5/54 (22) Заявлено 24.05.76 (21) 2364677/22 02 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Государственный ноиитет

СССР вв делам изобретений н открытий

Опубликовано 25.03.79,Бюллетень № 11 (53) УДК 669,046.

581 2(088 8)

Дата опубликования описания 28.03.79

С. М. Белокуров, В. А. Сгврцев, Л. М. Аксельрод, А. М. Рогов и А. Ф. Мирошкин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ШИХТА ЗЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА

Изобретение относится к металлургии железа, точнее к способам получения шлаков специального состава, предназначенного для внепечного рафинирования высококачественных сталей, содержащих ванадий и ниобий, путем смешивания жидкой стали-заготовки со шлаком и раскисляющим и легирующим сплавом, получаемым в одном плавильном агрегате с синтетическим шлаком.

Известна шихта для получения синтетического шлака (1), включающая глиноземсодержащие материалы, известь, металл-восстановитель и отвальный сталеплавильный шлак при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Глиноземсодержащий материал 20 — 40

Известь 1 — 40

Восстановитель 0,5 — 10

Отвальный сталеплавильный шлак Остальное

При применении шлака, полученного из шихты (1), для легирования стали ванадием и ниобием в раскисляющий и легирующий сплав вводят феррованадий и феррониобий.

Недостатком такой шихты является то, что получаемые при ее применении стали имеют высокую стоимость. Это объясняется высокой стоимостью дефицитных ферро. ниобия и феррованадия.

5 Кроме того, получаемые при применении такой шихты стали имеют довольно низкие показатели пластичности и ударной вязкости (например, для стали 12Х1МФБ относительное удлинение не превышает 23%, относительное сужение 73%, ударная вязкость

15 кгс м/см ) .

Объясняется это низкой десульфурирующей способностью получаемого синтетического шлака, так как вследствие применения в шихте отвальных сталеплавильных шлаков

15 содержащих повышенное количество серы, степень десульфурации не превышает 35—

53%.

Известна также шихта для получения синтетического шлака, включающая ванадиевый шлак, восстановитель (кремний), плавиковый шпат и известь при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Ванадиевый шлак 40 — 50

Восстановитель 10 — 15

653298

20 — 40

10 — 12

10 — 12

14 — 18

Плавиковый шпат 5 — 7

Йзвесть Остальное

Применение синтетического шлака, полученного из этой шихты для легирования стали ванадием и ниобием,позволяет снизить стоимость ниобий- и ванадийсодержащей стали.

Это достигается тем, что синтетический шлак получают совместно с выплавкой ванадиевой лигатуры путем восстановления ее составляющих из ванадиевого шлака конверторного производства, стоимость которого Значительно ниже стоимости феррова-.-- .—..- надия.

Кроме того, получаемые с применением известной шихты стали, имеют более высокие

"= :.". пластические показатели и ударную вязкость (например, для той же стали 12Х1МФБ относительное удлинение достигает 25%, относительное сужение 75%, ударная вязкость

18 кгс-м/см2), вследствие повышения десульфурирующей способности получаемого синтетического шлака (степень десульфурации 45 — 60%).

Однако стоимость стали, получаемой с применением этой шихты, остается довольно высокой.

Цель изобретения — снижение стоимости стали.

Для этого в шихту для получения синте тического шлака, содержащую ванадиевый шлак, восстановитель и известь дополнительно вводят пирохлоровый концентрат при следующеМ соотношении ингредиентов, вес. %;

Ванадиевый шлак 40 — 50

Восстановитель 15 — 20

Пирохлоровый концентрат 2 — 12

Известь Остальное

При этом пирохлоровый концентрат имеет следующий состав, вес. %:

Пятиокись ниобия 20 — 40

Кремнезем 10 — 12

Двуокись титана 10 — 12

Окись кальция - 14 — 18

Окислы щелочно-земельных металлов Остальное

Введение в шихту пирохлорового концентрата позволит снизить стоимость стали вследствйе исключения применения дорогостоящего феррониобия, вводимого в раскисляющий и легирующий сплав при применении синтетического шлака, полученного из известной шихты (2) .

Механические свойства стали, в частности 12Х1МФБ, находятся на том же уровне, что и у стали, выплавленной с применением известной шихты.

Применение пирохлорового концентрата в указанных пределах объясняется тем, Гтб ис_#_oflя-йз минимального содержания ниобия в стали (0,02%), необходимо вводить в состав синтетического шлака не менее 2% пирохлорового концентрата. Введение в состав шлаковой смеси более 12% пирохлорово4 го концентрата нецелесообразно ввиду того, что содержание ниобия в стали будет более

0,12% и при этом.не наблюдается дальнейшего повышения механических свойств стали, а стоимость ее увеличивается.

Ниже приведен пример использования описываемой шихты при выплавке стали

12Х1МФБ совмещенным процессом.

Мартеновская заготовка (плавка H3—

1844) выплавлялась в основной мартеновс1О кой печи емкостью 70 т согласно существующей на предприятии технологии.

Жидкий легирующий сплав и синтетический шлак готовили в 5-тонной электропечи.

При выплавке жидкой лигатуры в электропечи было загружено, кг:

Отходы углеродистой стали 700

Ферромарганец доменный 250

45% FeSi 580 щ Феррохром марки 800 200

Феррохром марки 100 620

Во время плавки во избежание окисления составляющих шихты в печь дали 200 кг извести.

После расйлавления шихты в электропе 5 чи начали наводить синтетический шлак.

Для шлакообразования в электропечь было загружено, кг:

Ванадийсодержащий шлак 985 зв Пирохлоровый концентрат (МЬ,О, 34%) 150

Алюминиевые отходы (восстановитель). 340

Известь 1400

45% FeSi 50

Пирохлоровый концентрат имеет следующий состав, вес, %:

Пятиокись ниобия

Двуокись титана

Кремнезем

Окись кальция

Окислы щелочно-земельных металлов Остальное

Химический состав полученного синтетического шлака следующий, %:

СаО 51,55

SiO 7,70

А1а Оз 27,9

МдО 8,89

Т10л 1,78

СаГ2 0,4

FeO 0,47 2 О4 0,74

Окйслы щелочноземельных элементов

0,54

Х 5206 0,43

Химический состав жидкой лигатуры пос55 ле выпуска следующий, %:

С 1,23

Cr 19,3

Мп 7,5

8i 9,4

653298

Формула изобретения

15.1. Шихта для получения синтетического шлака, содержащая ванадиевый шлак, восста нов ител ь и известь, отли чаю щаяся тем, что, с целью снижения стоимости стали, в шихту дополнительно вводят пирохлоровый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, вес. %.

Ванадиевый шлак 40 — 50 довлет- Восстановитель 15 — 20

Пирохлоровый ентрата концентрат 2 — 12 едено в Известь Остальное

2. Шихта по и. 1, отличающаяся тем, что пирохлоровый концентрат имеет следующий состав, вес. /о..

Пятиокись ниобия 20 — 40

Кремнезем 10 — 12

Двуокись титана 10 — 12

Окись кальция 14 — 18

Окислы щелочно-земель0,02 35 Hbtx металлов

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ма 370243, кл. С 21 С 5/54, 1970.

0;14 2. Авторское свидетельство СССР

40 Ма 438708, кл. С 21 С 5/54, 1973.

0,05

5,2

Н - 1844

Н вЂ” 3543

2,0

Н, - 18О0

На — 3022

12,0

1,0

Н- - 6415

14,0

Составитель Б. Иванов

Техред О. Луговая Корректор П. Макаревич

Тираж 652 Подписное

Редактор Л. Лашкова

Заказ 1229/22

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и огкрьпий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

V 4,75

N1I 0,57

В мартеновском металле перед выпуском содержалось, /о..

Са 008

Мй

0,16

Cr 0,12 ,Р 0,01, S 0,023

Мо 0,29

После выпуска мартеновской заготовки и обработки ее синтетическим шлаком с жидким сплавом был получен следующий химический состав стали, %.

С 0,13

Мп 0,63

Cr 1,12

Si 0,37

P 0,014

S 0,012

Мо 0,28

Y 0,23

Ns 0,05

Ni 0,17

Си 0,21

Полученный химический состав у воряет 4МТУ вЂ” 1 — 668 — 69.

Содержание пирохлорового конц и ниобия для стали 12Х1МФБ прив таблице.

Как видно, из таблицы, введение пирохлорового концентрата в шихту в количестве менее 2 /0 и более 12 /о не обеспечивает требуемого для стали 12Х1МФБ содержания ниобия, что в свою очередь, приводит либо к снижению механических свойств (плавка На — 3022), либо к удорожанию стоимости стали (плавка Hs — 6415) .

Опытное опробование показало, что стоимость одной тонны стали, выплавленной с применением предлагаемой шихты, уменьшилась на 1,5 руб. при сохранении качества металла.