Способ переплава легковесной металлошихты

 

наФ Л

;.;., ТКУТ

1111 655723

Сеюз Севетсиих

Социалистических

Республик

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) ЗаЯвлено 25.1076 (2I) 2414671/02 с присоединением заявки 34 (53) М. Кл.

С 21 С 5/52

Государетвеяный номятет

СССР по делам язобретеняй н открытнй (23) Приоритет (53) УДК 6 6 9 . 1 8 7 . .25(088.8) Опубликовано 0504.79. Бюллетень 3(а 13

Дата опубликования описания 0504.79 (72) Авторы В.Г. Иванов, A.Т. 11еревязко, В.И. Косенко, И ОбрЕтЕНИВ В.В. Рябинкин, В.В. Негребецкий и A.T. Семенов

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПЕРЕПЛАВА ЛЕГКОВЕСНОЙ МЕТАЛЛОШИХТЫ

Изобретение относится к методам получения легированных шихтовых слит. ков путем переплава в электродуговых печах легковесной Металлошихты, главным образом стружки и мелкофракционных металло-абразивных отходов — продуктов абразивной обработки слитков и заготовок из легированных сталей и сплавов.

Легковесную металлошихту из-за малой ее плотности переплавляют, как правило, с подвалками, причем она при переплаве значительно угорает {1).

Переплав стружки легированной стали в электродуговых печах сопровождается значительным угаром ее, составляющим около 6% и более, что связано, главным образом, с окислением ее кислородом воздуха, контактирующего с разогретой стружкой в рабочем пространстве печи s процессе переплава.

Переработка. мелкофракционных металло"абразивных отходов легированных сталей связана с извлечением из них только Ni и СО (2), остальные дефицитные легирующие элементы (например, W, V, Мо, Cr) не извлекаются и сбрасываются в отвал вместе с отходами переработки.

Наличие абразивного материала в мелкофракционных металло-абразивных отходах, имеющего температуру плавления свыше 2000 С, не позволяет простым переплавом отходов в электродуговой печи полностью расплавить при обычных температурах сталеварения, paHHblx 1600-1700ОС>в связи с образованием при этом тугоплавкой шлакометаллической массы, не выходящей из печи.

Известен способ получения легированной стальной заготовки, по которому металло-абразивные отходы подвергают предварительной магнитной сепара- ции с целью отделения тугоплавкой абразивной части отходов от металлической, и затем отделенную металлическую часть переплавляют в шихтовые слитки (3) . однако для осуществления магнитнойсепарации отходов требуется применение дополнительного оборудования.

Известен способ выплавки шихтовой болванки в электропечах, который может служить прототипом предлагаемого решения(4)

По данному способу в шихту вводят металло-абразивные отходы, производят окислительный период плавки со

655727 скачиванием шлака, причем перед скачиванием металлический расплав перегревают на 150-250 С выше температуры плавления шихты и выдерживают при этой температуре 10-40 мин.

При этом окисляются Si, Nn, Cr, Fe в отходах. Полученные окислы

Разбавляют тугоплавкую шлакометаллическую массу и снижают температуру ее плавления, а перегрев металла на о

150-2 50 С выше температуры ее плавления позволяет уменьшить вязкость шлака и увеличить извлечение легирующих элементов из шихты.

Однако необходимость проведения окислительного периода плавки и опера-l5 ции скачивания шлака, а также значительный перегрев металла, составляющий 50-250 С выше температуры плавления металлошихты,увеличивают время плавки и снижают стойкость футеровки 20 печи.

Кроме этого, по данному способу окисляются легирующие элементы (Ип, Сг и др.) и железо, что не позволяет рационально использовать для переплава, металло-абразивные отходы дорогостоящих нержавеющих быстрорежущих сталей и сплавов, содержащих дефицитные легирующие элементы.

Цель изобретения — разработка способа переплава в электродуговых печах легковесной металлошихты, состоящей из стружки и мелкофракционных металло-абразивных отходов и содержащей дефицитные легирующие элементы (Cr, Ni, W, Ч, Мо, Со),позволяющего устранить вышеуказанные недостатки известных способов и получать легированные шихтовые слитки с высоким и практически полным извлечением всех легирующих элементов и железа в про- 40 цессе переплава, а также снизить общий угар металлошихты.

Поставленная цель достигается тем, что в электродуговую сталеплавильную печь загружают стружку легированных 45 сталей и сплавов по мере ее проплавления и совместно с последней порцией стружки первой завалки и каждой последующей подвалки равномерным слоем на поверхность отдельной заваленной стружки вводят смесь, состоящую из мелкофракционных металло-абразивных отходов легированных сталей и сплавов, флюсующего реагента и раскислителя, взятых s весовом соотношении 1:

:(0,2-0,5):(0,03-0,07), в количестве

15-20% от общей массы заваленной стружки. При этом удельный расход смеси сохраняется постоянным на единицу массы свежеэаваленной стружки.

После проплавления всей массы зава- 60 ленной в печь шихты полученный расплав металла перегревают на 60100 С выше температуры плавления металлошихты и выдерживают при этой температуре 5-10 мин.

В качестве флюсующего реагента при переправе вольфрамсодержащей шихты используют магнезит, песок и шамот, а при переплаве легированной металлошихты, не содержащей вольфрам, флюсующим реагентом служит известь или известняк.

В качестве раскислителя применяют

45 или 65%-ный ферросилиций.

Пример. Для получения легированных шихтовых слитков, например, группы Б-26, используют стружку группы Б-26, содержащую 17-20% Cr u

8-13В N, остальное железо и примеси и мелкофракционные металло-абразивные отходы, содержащие 50% металла, группы Б-26, остальное абразивный материал в виде корунда (AC 03) и 5-7% масел и эмульсии.

2 3

В электродуговую сталеплавильную печь с магнезитовой футеровкой загружают вначале стружку и в конце завалки совместно с последней порцией закаливаемой грейфером стружки вводят равномерным слоем смесь, состоящую из мелкофракционных металлоабразивных отходов (120 кг/т), извести (50 кг/т) и дробленного до фракции 0-30 мм 453-ного ферросицилия (6 кг/т). Если масса .стружки первой завалки составляет 10 т, то укаэанную смесь берут в количестве

120 10 + 50 10 + б 10 = 1760 кг.

Печь закрывают сводом, опускают электроды и начинают вести процесс проплавления шихты. После проплавления завалки производят первую подвалку следующим образом. Загружают в печь стружку и затем с последней порцией подваленной стружки вводят равномерным слоем смесь, состоящую из мелкофракционных металло-абразивных отходов (120 кг/т), извести (50 .кг/т) и ферросицилия (б кг/т). Если масса стружки первой подвалки составила, например, 5 т, то указанную смесь берут в количестве 120 5 + 50 5 + б 5 = 880 кг. После проплавления первой подвалки производят Вторую подвалку в таком же порядке и составе, что и на первой и т.д. После наплавления в печи требуемой массы металла полученный расплав перегревают на 60100 С выше температуры плавления металлошихты. При необходимости производят окончательное раскисление металла и шлака обычным способом. После выдержки расплава в перегретом состоянии в течение 5-10 мин металл сливают в ковш для разливки в легированные шихтовые слитки.

При использовании для переплава вольфрамсодержащей шихты, например, стружки из мелкофракционных металлоабразивных отходов быстрорежущих сталей в качестве флюсующего реагента используют песок и магнезит или шамот и магнезит и процесс переплава

655727 6 среду, уменьшающую доступ кислорода воздуха к разогретой стружке.

Формула изобретения

Составитель Л. Веревкина

Техред Л.Алферова Корректор О. Билак

Редактор Н. Вирко

Эаказ 1459/21 Тираж 652 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 производят в таком же порядке, как и в вышеприведенном примере.

Как показали промышленные испытания, такой способ переплава легковесной металлошихты, имеющий огромную поверхность контакта с газовой и шлаковой фазами в рабочем пространстве печи, позволяет снизить общий

vrap. стружки на 25% (с 6-12 до 4,59,0%) и уменьшить угар легирующих элементов. Например, при переплаве стружки группы Б-26 содержание хрома

s готовом металле увеличивается в среднем с 16,20 до 17,9%, а при пе реплаве стружки быстрорежущей стали содержание вольфрама в готовом металле увеличивается в среднем с 5,65 до 6,53%. Кроме этого, при переплаве легковесной металлошихты по предложенному способу полностью извлекаются в металлический расплав все легирующие элементы и железо из мелкофракционных металло-абразивных отходов легированных сталей. При этом не . требуется проводить окислительный период плавки, скачивать шлак и перегревать расплав на 150-250ОС.

Это дополнительно позволяет сократить длительность плавки и увеличить стойкость футеровки печи.

Достигнутый положительный эффект объясняется тем, что мелкофракционные металло-абразивные отходы в сме-си с флюсующим реагентом и раскислителем при указанном порядке и количестве введения их в печь и совместном переплаве их со стружкой при расплавлении образуют легкоплавкой шлак, в котором легко осаждается металлическая составляющая отходов, и интенсивно выделяющийся иэ них восстановительный газ.

Образующийся жидкоподвижный шлак на различных горизонтах плавящейся шихты растекается по поверхности стружки и образующемуся металлическому расплаву, защищая разогретую стружку и расплав металла от.контакта с кислородом воздуха. Выделяющийся же восстановительный газ при плавлении отходов дополнительно создает вокруг плавящейся стружки защитную

5 Способ переплава легковесной металлошихты на легирбванные шихтовые слитки в электродуговых печах, включающий порционную загрузку стружки и мелкофракционных металло-абразив10 ных отходов легированных сталей и сплавов, флюсующего реагента и раскислителя, расплавление шихты и доводку расплава по температуре, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения угара стружки и увеличения степени извлечения легирующих элементов из отходов, отходы, флюсующий реагент и раскислитель смешивают в весовом соотношении сосответственно 1:(0,2-0,5):(0,03-0,07) и вводят в печь равномерным слоем на поверхность стружки совместно с последней порцией вводимой в печь стружки первой эавалки и каждой последующей подвалки в количестве 1520% от общей массы заваленной стружки и с одинаковым удельным расходом на единицу массы свежезаваленной стружки, и после проплавления всей массы заваленной в печь| шихты полу30 ченный расплав металла йерегревают на 60-100 С выше температуры плавления металлошихты и выдерживают при этой температуре 5-10 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Месяц В.М. и др. Переплав стружки легированных сталей и сплавов в слое синтетического шлака. Сб. трудов,ВНИИПавтомета Вторичные черные металлы, М., Металлургия, 1971, вып. 4,с.69.

2. Кудинов Д.Ф. Ильин Н.И. Исследование по окусованию и использованию мелкофракционных металлоотходов.

Сб. трудов ВНИИПвтормета Вторичные черные металлы, 1974, вып. 1, с. 82 — 85.

3. Авторское свидетельство

Р 342918, кл. С 21 С 5/52, 1969.

4. Авторское свидетельство

М 357235, кл. С 21 С 5/32, 1972.