Способ выплавки ванадийсодержащих сталей

 

ОП И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик " 663728

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВМ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78(21) 2581741/22 02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

2 (51) М. Кл.

С 21 С 5/52

Госудерстееииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 25.05.79.Бюллетень № 19 (53) УДК 669. 187., .25(088. 8) Дата опубликования описания 28.05.79 (72) Авторы изобретения

Н. К. Родионов, Б. В. Бобченок и Ф. С. Раковский

Государственный специализнрованный трест по ремонту, монтажу технологического оборудования и сооружений и наладочным работам "Уралцветметремонт" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ BAHAlIMACOQEPKAIUHX СТАЛЕЙ

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к выплавке ванадийсодержаших сталей в сталеплавильных йечах;

В современном машиностроении дпя изготовления деталей и конструкций, работающих в условиях повышенных статических и знакопеременных нагрузок, широко применяются ванадийсодержашие стали.

Существующие способы выплавки ванадиевых сталей предусматривают использование легируюших ванадиевых сплавов и метода прямого легирования путем восстановления ванадия из окислов, содержащихся в конверторном ванадиевом шлаке.

Однако эти способы не обеспечивают производства необходимого объема ванадиевых сталей из-еа ограниченных ресурсов легируюших материалов и высокой стоимости их.

Известен способ выплавки ванадиевых сталей в электродуговых печах, включаюший введение для легирования конверторного ванадиевого шлака (11..

В процессе плавки окислы ванадия из шлака восстанавливаются углеродом, кремнием и марганцем металла и специально вводимыми восстановителями (углерод, кремний, алюминий), при этом восстановительный ванадий переходит в металл, легируя его.

Однако такой способ прямого легирования стали ванадием с использованием конверторного шлака характеризуется наличием в конверторном шлаке большого количества балластных окислов (до 20% окиси кремния), ведет к значительному

15 расходу шлакообразуюших и образованию большого количества печатного шлака, что затрудняет процесс плавки. Существо« ванне ванадия в конверторном шлаке в трехвалвнтной форме в виде отдельной, сложной, тугоплавкой, многокомпонентной фазы « ванадиевого шпинелида, затрудняет и удлиняет процесс восстановттения ванадия из-за возникающих при этом

663728

SO

$$ кинетических и диффузионных торможений и требует применения сильных раскиспитепей, например кремния, кроме того, окислы железа в(шкапф находятся в прочных соединениях с окислами кремния, что затрудняет восстановление железа. .Поэтому дпя достаточно полного восстановления ванадия (до 85-90%) необходимо применение сильных раскиспитепей и период восстановления не менее

20 мин, Кроме того, ресурсы ванадиевого конверторного шлака s стране ограничены, а стоимость ванадия в нем достаточно высока — 3,5 руб за 1 кг.

Вместе с тем метод прямого восстановпения позволяет использовать дпя пегирования стали ванадием и другйе ванадийсодержащие материалы, например ванадиевый шдам.

Ванадиевый шпам явпяется побочным

> продуктом процесса обогащения пятиокиси ванадия и представляет собой сыпучий материал следующего химического остава B ес % . 11 Og 2 0 4 до 1,0; Ni 0 до 0,5; МфО 2,0-3,0;.

) (5 + 0,03 @ 05 6 0 8 0 окислы железа остальное.

Цепь изобретения - снижение стои— мости стали.

&го достигается тем, что пегйрование проводят ванадиевым шпамом, вводимым в заливку ипи в окиспитепьный период плавки в смеси с молотым углесодержащим материалом и известью в соотношении 10: (0,8-1,5): (0,4-1,5).

Исследования показали, что ванади-. евый шпам по сравнению с ванадиевым конверторным шлаком имеет низкое содержание балластных окислов; высокое содержание окислов жепеза; ванадий

Ь шпаме вследствие его высокой окис» пенности окиспен до пятивапентного состояния; окислы ванадия в шпаме - в виде твердого "раствора с окислами желеBBI o

Углерод в смеси осуществпа(ет восстановление жепеэа и частично ванадия.

Присадки известняка необходимы дпя быстрого образования шпака и устранения вредного влияния окислов железа, содержащихся в шпаме на футеровку печй.

Пример. Сталь 35 ФЛ выплавляют в полуторатонной эпектродуговой печи с кислой футеровкой. Ванадиевый шдам в количестве 40 кг на тонну вводят B эавапку в смеси с порошком кокса

5 вв

t$

2в

И

3в ав

4$ и известняком в соотношении 10: 1,0;

: 0,4. После расплавления в печи образуется жидкоподвижный сп."божепезистый шлак, под которым идет активное кипение металла. После затухания кипения металл раскиспяют, выпускают иэ печи в ковш и разливают по формам.

Продолжительность плавки, расход электроэнергии и Восстановитепей не отличается от серийных плавок, выплавленных с применением феррованадия, Механические свойства металла, определенные на пробах, взятых с раэпивки, находятс я на уровне серийного метаппа, Содержание ванадия в стали 0,11%. Усвоение ванадия из ванадиевого шлама

90%

Различие в химическом и минерадогическом составе позволяют осуществить процесс восстановления окислов BaHQllHe» вого шлама быстрее и эффективнее, чем окислов ванадиевого конверторного шпака, так как отсутствие прочных соединений окислов железа с окислами кремния существенно улучшает условия восстановления окиспов железа; восстановление ванадия из его пятиокиси осушествпяется--значительно легче, чем из трехвадентного состояния, что позволяет использовать в качестве основного восстановитедя углерод. Углерод позволяет избежать.переокиспения шпака и металла и

/ устраняет необходимость раскиспения шлака большими количествами ферросипиция. Это уменьшает количество шлака в печи, улучшает шпакообразовайие и снижает затраты на пегирование.

Практическое отсутствие балластных окислов не требует присадок большого копичества шпакообразующих дпя их ошпакования, уменьшая количество шлака, снижая расход электроэнергии и повышая усвоение ванадия металлом.

Экономия от внедрения способа выппав ки стали за счет только замены стандартного феррованадия ванадиевым шпаком составит около 6,0 руб. на 1 т жидкой стали, Формула. изобретения Способ выплавки ванадийсодержащих сталей, вкпючающий ппавпение, окиспитедьный период, рафинировку и пегирование расплава введением ванадийсодер О жащих материалов, о т д и ч а ю ш и йс" я тем, что, с цепью снижения стоимос-

TB стали, пегирование проводят ванадиевым шпаком, вводимым в завапку

663728

Составитель Л. Магаюмова

Редактор Л. Лашкова ТехредЛ. Алферова КорректорИ. Муска — ---I.—

Заказ 2925/22 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, уп. Проектная, 4 или в окислительный период плавки в смеси с молотыми углеродсодержашими материалами и известью в соотношении 10:(0,8»1,5): (0,4-1,5).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

Мо 53 83 7 4, кл. С 2 1 С 5/5 2, 1 976.