Способ выплавки низколегированной стали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (981379 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлеио 120381 (23) 3251002/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 151282. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15.1282

Р1 М К з

С 21 С 5/52

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33) УДК 669.187. ..25(088.8) В.И. Довгопол, Д.Н. Худокормов, С.Н. Леках, Ю.П. Белый, A.Ì. Скребцов, В.Ф. Дурандин, A.A. Филиппенков, Ф.С. Раковский и О.A. Белый (72) Авторы изобретения

Белорусский политехнический институт, уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Чебоксарский завод промышленных тракторов (71) Заявители (54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИЗКОЛЕРИРОВАННОИ СТАЛИ

Изобретение относится к черной ме- . таллургии, конкретнее к способам выплавки низколегированных сталей в дуговых электросталеплавильных печах.

Известен способ выплавки стали, при котором легирование стали ванадием осуществляется путем восстановления ванадия из его окислов, находя- щихся в шлаке, с помощью углерода, 1О кремния или других восстановителей(1).

Основными недостатками данного способа являются ограниченность ресурсов ванадиевого шлака, высокая стоимость легнрования, большие сквозные потери ванадия от руды до отлив- 15 ки, недостаточно высокие механические свойства стали.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо« му результату является способ выплавки низколегнрованной ванадийсодержащей стали, при котором плавление стального лома и ванадийсодержащих металлизованных окатышей в смеси с углеродосодержащими материалами 25 (коксиком, графитом, карбидом кальция) в соотношении 1:(0,02-0,1) и процесс ведут без скачивания шлака.

Применение в качестве носителя ванадия металлизованных окатышей позволя- 30 ет повысить за счет чистоты расплава по вредным примесям механическиесвойства, увеличить извлечение ванадия в отливки по сравнению с использованием шлака и других полупродуктов/2), Недостатками известного способа выплавки стали являются повьыенная продолжительность плавки, обусловленная необходимостью ручной загрузки углеродосодержащих компонентов, проведения окислительного H восстановительного периодов для регулирования содержания углерода в стали и более полного восстановления ванадия из шлака. В процессе плавки наблюдается значительное выделение шума, ухудшающее условия труда сталеваров °

Цель изобретения - повышение производительности печи и снижение уровня шума при плавке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки низколегированной стали, включающему плавление стального лома и металлизованных окатышей, легирование металла и

его раскисление, легирование производят в два приема путем завалки в печь смеси низколегированного собственного возврата и ванадийсодержащих металлизованных науглероженных офлю

981379 сованных окатьзией в соотношении

10:(2-30) в количестве 10-60 вес.% металлозавалки, а остальной ванадий внодят после проплавления колодцев электродами в период плавления в виде ванадийсодержащих металлизованных науглероженных офлюсонанных окатышей со скоростью 1-20 кг окатышей на тонну металлозаналки в минуту.

Введение части ванадия в виде смеси низколегированного собственного возврата и ван„,ийсодерж „их мета „и 10 зонанных науглероженных офлюсованных . окатышей позволяет повысить плотность загрузки дуговой печи, создать легкоподвижный шлак, способствующий плавлению остальной шихты. Наличие углерода в окатышах способствует частичному довосстановлению окислов железа и ванадия, содержащихся в исходном губчатом железе. Ввиду офлюсованности окатышей (отношение кислых 20 окислов к основным характеризуется величиной 05-1,5) снижается температура их плавления, ускоряются восстановительные процессы при плавке.

Соотношение компонентов в смеси 25

10:(2-30), а также величина добавки в шихту {10-60 вес.%) определяется выходом годного литья (обычно 4070 вес.% жидкого металла), содержанием ванадия н металлизованных ока- 3О тыщах (н среднем 0,4-0,8% ванадия), требуемым химическим составом стали и усвоением ванадия металлом. После пропланления колодцев электродами производится непрерывнвя загрузка Я оставшегося ванадия в виде ванадий-. содержащих металлизованных неуглероженных офлюсонанных окатышей. Непрерывная загрузка может производиться автоматически через дополнитель- 4О ное отверстие в своде либо любым другим методом. Попадая s печь, металлизованная шихта быстро плавится,при этом образуется окись углерода,способствующая перемешиванию и рафинированию расплава. Путем измен сия скорости подачи окатышей от 1 до

20 кг/1 т металлоэаналки в минуту легко регулировать скорость кипения расплава и конечный состав по углероду. Тем самьм после расплавления и перегрева можно получить рафинированный расплав с заданным содержанием углерода, что позволяет частично сократить либо исключить восстановительный период и КИП. Непрерывная подача металлизованных окатышей способствует образованию легкоподвижного шлака н колодцах под электродами. При этом наблюдается более стабильное горение электрических дуг, Я) резко падают колебания потребляемой печью мощности, снижается уровень шума. Горение дуги в значительной степени по расплавлении шихты происходит в слое шлака, что увеличивает 65

КПД печи, снижает излучение на свод, Для осуществления предложенного способа рекомендуются окатыши, содержащие,%: Fe 70-85, ЕеО 5-10, V<0> 0,61,0; С 1,5-3, отношение SiO /Ca0 0,81,0; S и Р менее 0,01. Данные металлизованные окатыши могут быть получены восстановлением н шахтных печах природнолегированных руд Качканарского месторождения. Степень офлюсован-. ности регулируется добавкой в рудный концентрат известняка.

Применение .чистой по примесям природнолегированной металлизованной шихты позволяет повысить свойства стали, снизить потери ванадия от ру. ды до отливки.

Доля вводимых в шихту ванадийсодержащих окатышей при выплавке углеродистых сталей для отливок определяется потребной концентрацией ванадия в стали, количеством собственного возврата и коэффициентом усвоения ванадия из шихты. Как правило, величина добавки окатышей составляет от 30 до

50 вес.% металлозавалки. Экспериментально установлено, что в поры стального лома может входить до 15-20% окатышей. При этом резко увеличивает-. ся плотность загрузки шихты. Ввод в шихту части науглероженных офлюсованных окатышей позволяет совместить периоды плавления и кипения металла.

Все это способствует сокращению дли тельности плавки ° Если вводить все металлизованные окатыши сразу в металлозавалку, то при этом возможно образование так называемых ложных подов, т.е. под слоем расплава может находиться густой шлак,. экранирующий нерасплавившиеся окатыши, лежащие непосредственно на поду. Распланление такого конгломерата идет медлен-. но, что увеличивает длительность плавки. Поэтому целесообразно производить ввод ванадийсодержащих окатышей (т.е. производить легиронание ванадием) в два приема.

Вначале в виде смеси окатышей с собственным низколегиронанным возвратом и затем остальной ванадий вводят в виде природнолегированных окатышей после проплавления колодцев и образования жидкой ванны. Скорость ввода 1-20 кг/1 т металлозавалки в минуту определяется из необходимости сочетания скорости ввода и скорости плавления окатышей в шлаке. При этом оптимальным вариантом является, с одной стороны, отсутствие накопления нерасплавившихся окатиаей н шлаке более (20 кг/1 т в минуту), с другой— черезмерно медленная подача (менее

1 кг/1 т в минуту), при которой предыдущие порции уже расплавились, а последующие не поступили. Данные соотношения отрабатываются экспери981379

30

Производительность, т/ч

Способ выплавки

Средняя продолжительность плавки, мин

Расплавление, Доводка, Общая включая за- включая КИП грузку шихты

2,6

140

80

Известный

Предлагаемый

3,0-3,5

100-120

40-50

60-70

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9637/38

Тираж 587 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 ментально на дуговых печах емкостью от 3 до 12 т.

Соотношение доли низколегированного возврата и ванадиевых окатышей в смеси определяется из условий доли собственного возврата в шихте (от

5 до 40Ъ) и количества вводимых в металлозавалку окатышей 5-20%. Данное количество компонентов смеси обеспечивает их соотношение в пределах

10:(2-30). Количество смеси определяется потребным уровнем содержания ванадия в стали (0,08-0,15Ъ), окатышах (0,3-0,5%) и ниэколегированном возврате (0,08-0,15%), а также усвоением ванадия из шихты (до 85-90Ъ). С учетом данных соотношений величина добавки смеси составляет от 10 до

60 вес.Ъ металлозавалки.

Двухстадийная технология плавки стали с использованием ванадийсодержащих офлюсованных науглероженных окатышей позволяет использовать их с максимальной эффективностью.

Пример. Для осуществления способа проводится плавка стали

45ФЛ в электрической дуговой печи с кислой футеровкой емкостью 6т. По известному способу выплавка производится путем загрузки в печь стального лома и ЗОЪ ванадийсодержащих

Способ выплавки низколегированной стали, включающий плавление стального лома и металлизованных окатышей, легирование металла и его раскисление, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности печи и снижения уровня шума при плавке, легирование производят в. два приема путем завалки в печь смеси низколегированного собственного возврата и ванадийсодержащих металлизованных науглероженных офлюсованных окатышей в соотношении 10:(2-30) окатышей (С < 1,0%) в смеси с 0,6Ъ коксика (соотношение окатышей к коксику 1:0,02) . По предлагаемому способу выплавку той же стали производят путем загрузки стального лома и смеси 30% собственного ниэколегированного возврата с 15% ванадийсодержащих металлизованных науглероженных офлюсованных окатышей (С 2,0%, S i 0 /Cà0 0,9-1,0) .

Соотношение данных компонентов в смеси составляет 10:5. Включают печь и после прорезания колодцев электродами осуществляют непрерывную подачу в печь 15% ванадийсодержащих металлизованных неуглероженных офлюсованных окатыаей со скоростью 1,5 и 20 кг/1т металлоэавалки в минуту.

Скоростью подачи металлизованной науглероженной шихты можно регулировать окончательный химический состав стали. Усвоение ванадия при плав-. ке по известному способу составляет

70-80%, по предлагаемому — 81-85% (таблица).

Как видно иэ таблицы, применение предлагаемого способа обеспечивает повышение производительности дуговой печи. При этом облегчаются условия труда сталеваров. в количестве 10-60 вес.Ъ металлоэавалки, а остальной ванадий вводят после проплавления колодцев электродами в период плавления в виде ванадийсодержащих металлиэованных науглероженных офлюсованных окатышей со скоростью 1-20 кг окатышей на тонну металлозавалки в минуту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

9 285822, кл. С 22 С 5/52, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР .по заявке Р 2642575/22-02, кл. С 21 С 5/52, 1978.