Способ выплавки ванадийсодержащей стали

 

iii 836125

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИИеСТВУ

Союз Советски«

Социалистически«

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 26.11.79 (21) 2838502/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 21 С 5/52

Гееударстееиим1 «емитет

СССР ае Ъеяам изебретеиий; о и еткрытий

Опубликовано 07.06 8 1. Бюллетень ¹ 2 1 (53) УДК 669.187..25 (088.8 ) Дата опубликования описания 09.06.81, В. И. Довгопол, Д. H. Худокормов, С. Н. Лека

А. А. Фплиппенков, В. И. Харитонович, В. Ф. P

Н. А. Фонштейн, И, Ф. Бедрик, О. А. Белый и о (72) Авторы .изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знаме институт, Уральский научно-исследовательский металлов и Минский тракторный завод имени В (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАЛИЙСОДЕРЖАШЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области ли,,тейного производства, а именно к спосо бам выплавки высококачественных ванадийсодержащих углеродистых сталей в кислых электродуговых печах, Широко известны способы выплавки ванадийсодержащих сталей с использованием процесса восстановления ванадия из шлаков: (1) и (2). В процессе плавки ванадий частично восстанавливается нэ пятиокиси с помощью углерода, кремния, . марганца и переходит нз шлака в металл.

Недостатками укаэанных способов являются ограниченность ресурсов ванадневого шлака и высокая стоимость легирующей добавки. Применение немагнитного шлака увеличивает трудоемкость процесса плавки, поскольку его загрузка в печь трудно поддается механизации и производится, как правило, вручную.

Наиболее близким к предлагаемому

20 способу по технической сущности является способ выплавки ванадийсодержащей

craw с применением менее дефицитного

2 материала — ванадийсодержащей магнитной шлакометаллической фракции (МШФ) конвертерного шлака,, вводимой в период завалкн совместно с известняком в соотношении 10:(0,02-1,1) после завалки на подину печи 20-60% остальной шихты.

МШФ, извлекаемая магнитной сепарацией из ванадиевого шлака при его переработке в пятиокись ванадия, представляет собой сыпучий магнитный материал, состоящий из корольков чугуна размером

0Ä5-50 мм и прилипшего к ним шлака следующего состава,%: V О 20

5j 02 14f Мтт0 11;å Т1 Gz5; О"й0 4;,.

Реор ц 33 и Са0, АС20> и Mg0 по 1-2.

Металлическая часть этого конгломерата составляет 50-90% и содержит <капо

3% углерода, 0,03-0,08% ванадия. В целом МШФ содержит от 2 до 5% ванадия, стоимость которого в ней в 1,2-2,0 раза нижЬ, чем в ванадиевом конвертерном шлаке и феррованадии. При использовании известного способа плавки стали восстановление ванадия осуществляется так мсе, 3 8М1 как и из ванадиевого шлака при одновре менном снижении стоимости легирования Я

Недостатками известного способа являются повышенный расход ферросплавов кремния и марганца на восстановление ва, надия, а также недостаточно высокие физико-механические свойства отливок, особенно их пластические характеристики.

Целью изобретения является сокрашение расхода ферросплавов и повышение фи- lo зико-механических свойств стали.

Это достигается тем, что 70-95% ва-.. надия вводят в период завапки я печь в виде смеси ванадийсодержащей МШФ с известняком в соотношении 10:(0,5- 15

5 0) в количестве 2-7% от веса металлозавалки, а 5-30% ванадия вводят в ковш при выпуске стали в виде раскисляющей смеси ванадийсодержашей МШФ с известняком, алюминием и сипккокальцием в со- 20 неношеное 10:(1,0-5,0): (0,1-2,0(ф,12,0).

Применение способа выплавки низколегированных ванадийсодержащих сталей позволяет за счет введения части ванадия не-25 посредственно в ковш в смеси МШФ с известняком, алюминием и сипикокальцием сократить расход ферросилиция и ферромарганца на проведение восстановительного периода, а также повысить физико-меха- 30 нические свойства стали ввиду комплексного раскисляющего и модифицирующего действия ванадия, алюминия, кремния и кальция. Эффект модифицирующего дейст.вия элементов на свойства стали превос- 35 ходит эффект микролегирования той же по величине добавки элемента. Поэтому наблюдается разница в свойствах стали-в зависимости от того, в какой период введена добавка: при плавке или непосредствен- 40 но перед разливкой.

Введение МШФ в печь в виде смеси с известняком позволяет активизировать процесс перехода ванадия из пятиокиси в металл. Нижний предел отношения (10:0,5) определен экспериментально, исходя из условия усвоения ванадия металлом, а верхний предел (10:5 О) определяется фактором разведения кислой футеровки., Добавка вводимой в печь смеси в коли- 5О честве 2-7% от веса металлозавапки установлена, исходя из среднего содержания ванадия в МШФ, усвоения ванадия металлом и содержания ванадия в готовой стали. 55

Нижний предел ванадия, вводимого в ковш (5% от общего его количества), установлен экспериментально, исходя иэ необходимости повышения свойств стали и снижения расхода ферросплавов кремния и марганца на восстановление его в элекгродуговой печи. Верхний предел (30%) определяе ся сложностью введения в ковш больших количеств твердых добавок и снижением при этом усвоейия ванадия готовой сталью,.

Введение 5-30% ванадия в ковш в виде смеси МШФ с известняком, алюминием и сипикокальцием позволяет полностью восстановить ванадий из пятиокиси, оказывает благотворное модифицирующее влияние на кристаллизацию стали (измещьче- ние зерна), производя глубокое раскисление и рафинирование расплава ог окислов супьфидов и нитридов. Комплексное раскисление и модифицирование ванадием, алюминием и кальцием приводит к повышению физико-механических, особенно пла стических, свойств стали. Соотношение компонентов в смеси МШФ, известняка, алюминия и сипикокальция 10:(1,0-5,0):

:(0,1-2,0):(0,1-2,0) установлено, исходя из необходимости получения жидкоподвижного шлака, а также оптимальной вв» личины вводимых раскиспяюших добавок.

Пример. В 5-тбнной электродуговой печи с кислой футеровкой выплавляли сталь 45ФЛ по известной технологии и предлагаемым способом. По известной технологии в печь загружали всю МШФ, содержащую 2% ванадии, B количестве 5%

or веса металлоэавапки в смеси. с известняком (в соотношении 10:1), проводили расплавление, окислитепьный и восстановительный периоды путем введения ферромарганца и ферросилиция.

По предлагаемому способу плавку ве ли следующим образом. В печь вводили

80% ванадия в виде смеси МШФ с известняком в соотношении 10:1. Количество смеси составляло 4,4% от веса металпозавапки. Проводили расплавление шихты, окиспитежный и восстановительный периоды. При выпуске стали в ковш вводили

20% ванадия в виде смеси МШФ с известняком, апюминием и силикокальцием в соотношении 10: 1:1:1. Расход электроэнергии и продолжительность плавки-в обоих случаях оставались одинаковыми.

Усвоение ванадия в первом случае составляло 88, во втором — 91%. В таблице представлены механические свойства сгалей, полученных известным и предлагаемым способами.

836125

Способ ферроснлн- феррома ция ганца

Известный (прототип) 1ОО 1ОО 72 45 16 3 2

90 85 75 48 18 4 5

Предлагаемый

Составитель, Л.. Магаюмова

Редактсф "Х;-Юрчикова Рехред- М. Коштура -Корректор С. Шекмаф

Ф

Заказ 2836/12 Тираж 618 Подписное

ВЕ4ИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений.. и .открытий. 11ЭО35;-Москва; % 85, Раушская наб;, д; 4/S-ВВю ю ю ЯВДВюЮ ЮЮ Ю ЮМ

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

Как видно из табгнщы, применение предлагаемого способа позволяет сократить расход. ферросплавов при выплавке ванаднйсодержа щей сталя н существенно повысить ее физикомеханические свойства.

Формула нзобретения

2О !

Способ выплавки ванадийсодержащей стали в сталеплавильных печах, включающий завалку шихты, расплавление, проведение окислительного и восстановитель- ного периодов, раскисление и введение ва- надия в виде ванадийсодержащей магнитной шлакометаллической фракции, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью сокращения расхода ферросплавов и повышения

C) физико-механических свойств стали, 7095% ванади:я вводят в период завалкн в печь в риде смеси ванадийсодержащей магннтной шлакометаллнческой фракцнн с нз вестняком в соотношении 10:(0,5-5,0) в колнчФстве 2;7% Or веса метаилозавалкн, а 5-30% ианадия вводят в ковш прн . выпуске стали в виде раскисляющей смеси ванадийсодержащей магнитной шлакометаллической фракции с известняком, алюминием и силикокальцием в соотношении

10: (0,5-5,0): (О, 1-2,0): (О, 1- 0)

Источники инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 285822, кл. С 21 С 5/52, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 358374, кл. С 21 С 5/52, 1972

3. Авторское свидетельство CCCP по заявке ¹ 2534844/22-02, кл. С 21 С 5/52, 1978.