Шихта для получения синтетического шлака

 

1 !7499О5

О .И. С.А Й И и

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсннх

Соцналнстнчесннх

Республнк

-4ВК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26,06.7& (21) 2632789/22-02 с присоединением заявки J% (28) Приоритет (5a)M. Кл.

С 21 С 5/54

Государстааииый комитет

СССР ао Мелам изобретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень .% 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК

669.046 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р, С. Клебанов, В. Т. Якубов, В. Г, Кочкин, А. М. Рогов, В. Г. Кузнецов и Г. С. Артемьев (71) Заявитель (54) ЬИХТА BJIH ПОЛУЧЕНИЯ. СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА

Изобретение относится к металлургии железа, точнее к способам получения шлаков специального состава и предназначено для использования при производстве хромсодержащих сталей путем смешивания жидкой стали — заготовки с раскисляющим и легнрующим сплавом, получаемым в одном плавильном агрегате с синтетическим шлаком.

Известна шихта (1) для получения синтетического шлака, содержащая глиноземсодержащие материалы, металл-восстановитель, известь

1О и отвальный сталеплавильный шлак при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Глиноземсодержаший материал 20 — 40

Восстановитель 0,5 — 10

Известь 1 — 40

Отвальный сталеплавильный шлак Остальное

В случае использования шлака, полученного из этой шихты, при получении ванадий- и хромсодержащих сталей в раскисляющий и легирующий сплав вводят феррованадий и феррохром.

Недостатком известной шихть1 является то, что получаемые с ее применением ванадий- и хромсодержашие стали имеют высокую стоимость (например стоимость стали 15х1М1Ф составляет 250 руб./т). Объясняется это высокой стоимостью феррованадия 2510 руб./т и феррохрома 300 руб./т.

Кроме того, получаемые с применением известной шихты стали имеют довольно низкие показатели пластичности и ударной вязкости (например для стали 15Х1М1Ф относительное сужение не превышает 50%, относительное удлинение 20%, ударная вязкость 8,0 кгсм/см1).

Объясняется это тем, что десульфурируюшая способность полу иемого синтетического шлака низка (степень десульфурации не превышает

35 — 40%) вследствие применения в шихте отвальных сталеплавильных шлаков, содержащих повышенное количество серы.

Известна шихта 12) для получения синтетического шлака, содержащая ванадийсодержащий шлак, восстановитель (кремний), плавиковый шлат и известь при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Ванадийсодержаший шлак

40-50

Восстановитель 10-15

749905 4

15 .(40

Плавиковый шлат 5 — 7

Известь Остальное

Применение синтетического шлака, полученного из этой шихты, позволяет снизить стоимость получаемой ванадий- и хромсодержащей стали.

Достигается это тем, что синтетический шлак получают совместно с выплавкой ванадиевой лигатуры путем восстановления ее составляющих из ванадиевого шлака конверторного производства, стоимость которого значительно ниже стоимости феррованадия.

Получаемые с применением известной шихты стали имеют более высокие пластические показатели и ударную вязкость (например для той же стали 15Х1М1Ф относите1п.ное" удлййение достигает 23%, относительное сужение 67%, ударная вязкость 12 ктсм/см ), Объясняется это повышением десульфурирующей способности получае- мого синтетического шлака (степень десульфурации шлака достигает 45 — 60%) вследствие исключения п1гименения отвального сталеплавильного шлака, содержащего значительное количество серы.

Однако стоимость хромсодержащей стали, получаемой с применением известной шихты, остается довольно высокой (например стоимость сталй 15Х1М1Ф составляет 236 руб./т) за счет высокой стоимости феррохрома, вводимого в легирующий и раскисляющий сплав при его получении совместно с синтетическим шлаком, Цель изобретения — снижение стоимости хромсодержащей стали.

Для достижения поставленной цели в шихту для получения синтетического шпака, со,держащую ванадиевый шлак, восстановитель, плавиковый шпат и известь, дополнительно вводят хромистую руду при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Ванадийсодержащий шлак 5 — 30

Хромистая руда 15-40

Восстановитель 10 — 15

Плавиковый шпат 0,5 — 5,0

Известь Остальное

Хромистая руда имеет следующий химический состав, вес.%:

Сгг Оз 48-55

AI2 03 9 — 12

FeO 12-17

В1Ог 2 — 7

Мдо 13-16

Введение в,состав менее 15% или более

40% хромистой руды ухудшает механические свойства стали. Объясняется это тем, что введение в состав шихты менее 15% хромистой руды увеличивает процентное содержание извести в синтетическом шлаке, который получается более вязким (СаО ) 55%), пло20

Зо

45 хо очищает металл от неметаллических включений, запутывается в металле, что в конечном счете ухудшает механические свойства стали.

При введении в .состав шихты более 40% хромистой руды десульфурирующая способность получаемого синтетического шлака также уменьшается за счет увеличения доли окислов металла-восстановителя и уменьшения доли окиси кальция (СаО (45%), являющейся одним из основных элементов десульфурирующего шлака, При разработке шихты готовят лять составов. ..В табл. 1 приведены составы шихты, при этом 1 — 3 известные составы, 4-ый — ниже нижнего предела, 5-ый — выше верхнего (по хромистой руде), .

В табл, 2 приведен состав в соответствующих шихтах, I

Составы шихты обрабатываются при получении хромо-, молибден- и ванадийсодержащих сталей.

При приготовлении шихты все ингредиенты равномерно перемешивают и затем подают в печь для шлакообразования.

Пример. Получение хром-, молибдени ванадийсодержащей стали 15Х1М1Ф с применением описываемой шихты. Мартеновская заготовка (плавка H3 — 3883) выплавляется в основной мартеновской печи емкостью 70 т согласно существующей на предприятии технологии.

Жидкий сплав и синтетический шлак гото-. вят в 12-ти тонной электропечи. При выплавке сплава в печь дано, кг;

Отходы углеродистой стали 1500

Ферромарганец доменный 250

Ферросилиций 45%-ный 400

Во избежание окисления составляющих шихты в печь во время плавления подсаживают 200 кг извести. После расплавления шихты в электропечи наводят синтетический шлак, .

Для шлакообразования в печь подают7950кг шихты состава 1(см. табл, 1,3), .

Полученный синтетический шлак имеет следующий химический состав,%: СаО 52,10, 8Юг 3 15 А1гОэ 35 56 MgO 465 TiOg 135

СаРг 045 FeO 0,20, ЧгО, 0,54, CräО> 2,0

Химический состав жидкой лигатуры после выпуска следующий,%: С 0,64, Cr 30, Мп 3,5, Si 7,2, Н 7,38, Fe Остальное

В мартеновском металле перед выпуском содержится,%; С 0,14, Мп 0,28, $1 0,02, : Cr 0,15, P 0,010, $0,025, Мо 1,0, Fe Остальное.

После выпуска мартеновской заготовки и обработки ее синтетическим шлаком и жидким

749905

Таблица 1

15,09

1200

3,02

240

45,91

3650

7950

12 08

960

23,9

1900

15,0

783

39,5

2061,9

40,0

2088

5220

0,5

261

26,1

7790

5,0 40,0

389,5 (3116

10,0

779

15,0

1168,5

30,.0

2337

7800

15,0

1170

58

4524

5,0

390

9,0

702

13,0

1014

5200

36,2

1882,4

0,8

41,6

42,0

2184

16,0

832

5,0

260

5 сплавом получают следующий химический состав стали, вес.%: С вЂ” 0,16, Mn — 0,49, Сг — 1,25, Si 0,28, P 0,014, Я 0,011, Мо 0,96, V 0,28, М 0,17, Си 0,20, Полученный химический состав стали удовлетворяет требованиям ТУ-!00/100 393-72.

Для сравнительного анализа сталь марки

15Х1М1Ф получают с применением известной щихты (плавка Н5 — 8925), т.е, с применением феррохрома. о

Кроме того, выплавлены плавки с применением шихты состава 2 (плавка НЗ вЂ” 3897, марка стали 25ХГСНМФА) и шихты состава 3 (плавка Н5 — 9415, марка стали 12Х1МФ). Для сравнительного анализа стали марок 25ХГСНМФА l5 и 12Х1МФ получены с применением известной шихты (плавки НЗ вЂ” 2988 и Н2 — 5517 сооответственно). Также выплавляют плавки с применением шихты состава 4 (плавка Н2 — 6234) и шихты состава S (плавка H3 — 3103) с 20 содержанием хромистой руды в шихте 13% и

42% соответственно.

Данные по составам использованной шихты, механическим свойствам и стоимости полученных сталей представлены в табл. 3 и 4. 25

Механические свойства и стоимость сталей, полученных с применением различных составов.-шихты (см. табл. 1).

Как видно из табл. 1, 3 и 4 использование шихты (плавки НЗ вЂ” 3883, H3 — 3897 и

Н5 — 9415) снижает стоимость полученных с ее применением соответствующих марок сталей по сравнению со стоимостью тех же марок сталей; полученных с применением шихты прототипа (плавки HS — 8925, НЗ вЂ” 2988 и

Н2 — 5517) при сохранении механических свойств на том же уровне.

Применение шихты с 13% или 42% хромистой руды (плавка Н2 6234 и НЗ вЂ” 3103) значительно понижает механические свойства стали 12Х1МФ и 25ХГСНМФА соответственно.

Технико-экономический расчет показал, что стоимость полученных с применением предлагаемой шихты сталей снижается на 2,5—

3,0 руб./т в зависимости от марки стали при сохранении механических свойств стали на том же уровне.

749905

Табли ца 2

ФЫМйФФ4Ф М4 " . = . ": 1 - . "-

Состав хромистой руды, вес.%

С а Оз

FeO

ago

$102

50

12

16

17

12.54

13

12

55

12

Таблица 3

15Х1М1Ф НЗ вЂ” 3883 7950 15,09 23,9

3,02 Остальное 48,5

12,08

70 То же

Й5 — 8925 3210 50,0

48,5

12,0 (CFe — Сг) 25ХГСНМФА НЗ вЂ” 3897 5220 5,0

0,5

40,0

15,0

57,0

56,5

5,0

НЗ вЂ” 2988 2060 40,0

100 (С Fe — Сr) 12Х1МФ Н5 — 9415 7790 30,0 15,0 10,0

5,0

46,0

Н2 — 5517 5170 50,0 (С Fe — Cr) 5,0

46,5

10,0

° ф

5,0

22,0

12Х1МФ Н2-6234 7800 15,0

13,0 9,0

25ХГСНМФА НЗ вЂ” 3103 5200 5,0

0,8

42,0 16,0

30,0 йй

749905

Таблица 4 тоимость б/т

11,6 233,5

3,0 69,0

12,0 236,0

H5 — 8925 61,0 49,0 23,0 67,0 (С Fe — Cr) 25ХГСНМФА НЗ вЂ” 3897 150 2 121,7 8,6

265,0

390

5,8

267,5

НЗ вЂ” 2988 151,0 120,9 8,6

38,8

6,0 (С Fe — Cr) ; 12Х1МФ HS — 9415 64,0 . 44,0 21,0 61,0

Н2 — 5517 64,0 39,0 20,0 64,0 (С Fe — Cr) 16,0 163,0

16,1 166,0

12Х1МФ Н2 — 6234 41,0 30,0 20,0 ° 18,0

162,70

8,0

25ХГСНМФА H3 — 3103 150,0 121,0 8,5

3,0

22,0

267,80

10-15

0,5 — 5,0

Остальное

Восстановит ель

Плавиковый шлат

Известь

Составитель Е. Чепикова

Техред И.Асталош Корректор М. Пожо

Редактор А. Мотыль

Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4430/8

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

111ихта,.для получения синтетического шлака, включаюшая ванадийсодержаший шлак, восстановитель, плавиковый шлат и известь, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости хромсодержашей стали, она дополнительно содержит хромистую руду при следующем соотношении компонентов, вес,%:

Ванадийсодержаший шлак 5 — 30

Хромистая руда 15 — 40

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 370243, 4о кл. С 21 С 5/54, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР N 438708, — -- кл. С 21 С 5/54, 1973.