Способ выплавки лигатуры

 

ОП ИСАИИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскии

Социалистических

Республик

< 749907 (6l ) Дополнительное к акт. саид-ву— (22) Заявлено 29.11.78. (2! ) 2424779/2202 (5! )М. Кл.

С 21 С 7/00 с присоединением заявки,% государственный комитет

СССР (28) Приоритет па депам изобретений и открытий

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23.07.80 (53) УДК

669.168:621.365 .2 (088.8) В. П. Зайко, Б. И. Байрамов, И. С, Бедов,,П. Ф. Железнов, В. И. Харлов, М. А. Рысс, 10. И. Сыропятов, В. М. Гетманчук и Ф. И, Шеин (72) Авторы изобретения

Челябинский ордена Ленина электрометаллургический комбинат (7I ) Заявитель

* р (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ЛИГАТУРЫ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству лигатур с реакционными легируюшими элементами.

Лигатуры. на основе железа с легкоиспаряемыми реакщюнными легнруюшими элементами (V, Mo, W) в окислительной атмосфере выплавляют путем присадки легируюших элементов в металлургическую основу (11.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту

1О является способ выплавки вольфрам -молибденсодержащей лигатуры, согласно которому металлические легируюшие элементы вводят в расплав, полученный после проплавления шлакообразующих флюсов шелочноземельных металлов и ферросилиция при содержании кремния в металлическом расплаве 5 — 20% (2).

Недостатком известных способов является интенсивный разгар футеровки свода печи в результате взаимодействия окислов легируюших элементов с материалом футеровки с образованием легкоплавких соединений, а также наличие тутоплавких карбидов, образующихся при взаимодействии легирующих элементов с углеродом, которые плохо растворяются в металлическом расплаве н осаждаются на под печи, обедняя сплав по содержанию легируюших элементов.

Цель изобретения — повышение стойкости футеровки свода печи и предотврашение осаждения на под печи карбидов легируюших элементов.

Указанная цель достигается активированием перед вводом легируюших элементов шлакового расплава углеродом, взятым в количестве 1 — 10% от веса восстановленных шелочноземельных металлов, и перегревом расплава после ввода легируюших элементов на 100—

500 С выше температуры начала легирования.

В электроплавильной печи проводят проплавление флюсов шелочноэемельных металлов (СаО, MgO, ВаО) и металлического восстановителя (ферросилиция, ферроалюминия, ферросиликоалюминия) ..

После проплавления флюсов и восстановителя расплав активируют обработкой утлеродом. Углерод, взаимодействуя со шелочноземельными металлами, образует растворимые

749907

Количество углерода, введенного для активации шлака

Перегрев расплава после ввода феррованадия выше температуры начала легирования, на С

Коли- Количест-. чество во плавок

Номер кампаКоличество восстановленного по варианту. нии плавок в кампании

% от восстановленного

Са кальция до ввода феррованадия, кг кг

12 4

12 4

12 4

10 10

200

200

300

200

10

500

П р и м е ч а н и е: Использование ванадия показано без учета возврата в производство отходов ровки металла при упаковке.

Ф

Железо остальное

На поде печи осаждается значительное количество ванадия в виде карбидов, что приводит к зарастанию пода и низкому использованию ванадия, . В плавках по предлагаемой технологии в конденсированной на своде печи фазе пяти., окись ванадия! отсутствует, зато осаждается. повышенное количество окиси кальция и карбиКак видно из таблицы, в плавках по известному способу на своде печи осаждается значительное количество пятиокиси ванадия, практически полностью отсутствует карбид ванадия, а количество окиси магния незначительно, что способствует образованию на своде легкоплавких ванадатов, разрушающих свод.

3 в шлаке карбиды (МеС ). Количество вводимого углерода составляет 1 — 10% от веса восстановленных щелочноземельных металлов, Это, как показывают опыты, обеспечивает наличие в шлаке 1 — 10% восстановленных щелочноземельных металлов и их карбидов.

Затей в расплав присаживают легирующие элементы в виде окислов, металлов или сплавов. Окислы легкоиспаряемых реакционных легирующих элементов (Ч О,, УоО.;, %03) при наличии в шлаке восстановительных ще.лочноземельных металлов восстанавливаются до металлов.

При взаимодействии окислов легируюших элементов с карбидами щелочноземельных металлов в шлаке образуются карбиды легирующих элементов и закись углерода, которая в атмосфере печи взаимодействует с летучими окислами легирующих элементов, восстаI навливая их до карбидов. Карбиды металла оседают на своде печи, образуя тугоплавкий налет, предотвращающий разгар футеровки в результате контакта реакционных окислов легирующих элементов с материалом футеровки

После присадки легирующих элементов рас плав разогревают до температуры на 100 — 500 С выше температуры начала легирования. При

4 этом часть щелочноземельпых металлов начинает интенсивно испаряться, перемешивая металл, что предотвращает оседание на подину печи тутоплавких карбидов легирующих элементов.

Пары щелочноземельных металлов, пройдя через слой расплава, восстанавливают пары окислов легирующих металлов, предупреждая их попадание на огнеупорный свод печи.

При проведении плавки беэ активации шлакового расплава углеродом или при введении для активации шлака углерода в количестве менее 1% от веса восстановленных щелочноземельных металлов из расплава возгоняется много реакционных окислов легирующих элементов, разрушающих футеровку свода печи.

Введение при активации шлака углерода в количестве больше 10% веса восстановленных щелочноземельных металлов нецелесообразно, так как способствует переводу большой массы

2р щелочноземельных металлов из металлической части расплава в шлаковую, При нагревании расплава после легирования до температуры. менее, чем на 100 С превышающей температуру начала легирования, испарение щелочноземельных металлов из металлического расплава незначительно, перемешивания металла не наблюдается и карбиды ле7499

0,06

0,05

12,8 9,01 44,5

14,3 8,86 44,8

0,05 71,23

0,03 65,8

0,05

0;87 металла, получающихся в результате извлечения металла из шлака и сортигирующих элементов оседают на поде печи, обедняя металл по их содержанию, Кроме того, на своде печи не образуется предохраня. ющего слоя.

Разогрев печи до температур, превышающих температуру начала легирования на 500 С, нецелесообразен так как приводит к перерасходу электроэнергии и вызывает разрушение футеровки печи.

Предлагаемая технология увеличивает стой- 10 кость футеровки свода печи при выплавке лигатур, содержащих легкоиспаряемые реакционные легируюшие элементы, в 3 — 5 раз и уменьшает зарастание пода печи карбидами легирующих элементов, !5

Осуществление предлагаемого способа иллюстрируется примером.

На печи мощностью 3 5 МВА проводят две кампании по выплавке лигатуры Fe, Si, Ч, Са путем совместного проплавления флюсов щелоч- эп ноземельных металлов: извести (Са0,96%, MgO 1,8%), плавикового шпата и металлического восстановителя — ферросилиция ФС вЂ” 75.

В расплав после проплавления флюсов и восстановителя вводят ванадий в виде феррованадия. 25

11:ихта на плавку состоит из 2000 кг извести, 1750 кг ферросилиция ФС вЂ” 75, 300 кг плавико2,5 18,3 Сл. 0,45 9,63

4,7 19,6 Сл. 0,59 9,13

5,8 20,4 Сл. 0,63 8,97

0,7 12,4 0,85 сл. 16,53 да ванадия, предохраняющих свод от разрушения. Состав металла, взятый с пода печи, отвечает составу металла плавок, т.е. осаждение карбидов не имеет места.

Формула изобретения

Способ выплавки лигатуры, заключающийся в проплавлении флюсов щелочноземельных

07 6 вого шпата и 500 кт феррованадия Bg=1 с содержанием ванадия 48%.

В первой кампании (12 плавок) после проплавления шихты перед вводом в расплав ферроваиадия шлаковый расплав активируют углеродом — коксом, который берут в количестве 1; 5; 10% от веса восстановленных щелочноэемельных металлов.. Количество восстановленного кальция устанавливают отбором проб. После ввода феррованадия расплав перегервают на 100 — 500 C выше температуры начала легирования,которая составляет 1450 — 1500 С. о

Вторую кампанию (10 плавок) по извест. ному способу проводят беэ активации шлакового расплава углеродом, и расплав после ввода феррованадия нагревают до температуры начала легирования. .В первой кампании после каждых четырех плавок и во второй после ее окончания берут пробы со свода печи, в которых анализируют содержание пятиокиси ванадия, окиси магния, окиси кальция и карбида ванадия, и пробы металла с пода печи, в которых определяют содержание карбида ванадия (концентрация металлического ванадия и углерода).

Результаты проведенных плавок представлены в таблице.

14,0 9,74 43,8 0,06 70,55

13,3 9,53 44,3 0,05 70,84 металлов совместно с металлическим восстановителем и присадке в расплав реакционных легируюших элементов, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения стойкости футеровки свода печи и предотвращения осаж дения на под печи карбидов легируюшик элементов, шлаковый расплав, перед вводом легиру

749907

Редактор А. Маковская

Тираж 608 Подписное

ЦНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская на6., д. 4/5 Заказ 4430/8

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

- ющих элементов, активируют углеродом, взятым в количестве 1 — 10% от веса восстановленных щелочноземельных металлов, а после

Ввода"легируюших элемейтов расплав перегревают на 100 — 500 С выше температуры начала лег ирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рысс М, А. Производство ферросплавов

М., "Металлургия", 1975.

2, Авторское свидетельство СССР Р 349730, кл. С 21 С 7/00, 1970.

Составитель В. Ермолов

Техред И.Асталош Корректор Е. Папп