Шихта для выплавки быстрорежущей стали

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. авид-ву (??) Заявлено 04.0581 (?1) 3284289/22-02 (51) М. Кя > с присоединением заявки М

С 21 С. 5/52

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретенмй н открытий (?3) Приоритет (331УДК 669 ° 18 °.27(088.8) Опубликовано 1512.82. Бюллетень Йо 46

Дата опубликования описания 15.1282

В.Ф. Меркулов, К.К. Жданович, И. М. Мураховский, В.И. Лапин, IO.Г. Адельшин., Е.A.. Попков, А.П,Васильев, A.A. Кузьмин, Ф.Ф. Валеев и IO.В. Лапинер (7?) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) IIIHXTA ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ВЫСТРОРЕЖУЩЕИ СТАЛИ

4-60

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в электросталеплавильных цехах при выплавке быстрорежущей стаЛИ, Известна шихта ддя выплавки быстрорежущей стали, состоящая иэ отходов, выплавляемой стали или стали„ близкой ей по составу (до 80%), ферровольфрама, феррохрома и отходов сталей с низким содержанием фосфора или мягкого железа (1).

Однако такой состав шихты не обеспечивает необходимого усвоения легирующих элементов.

Наибопее близким по технической сущности и достигаемому результату к.изобретению является шихта для вы« плавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали,и/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых сталей и ферро- . сплавы P2g.

Недостатками известной шихты являются неравномерное распределение вольфрама в объеме металла, его низкое усвоение и повышенная себестоимость, выплавляемой на ней быстрорежущей стали, связанные с высокой (более 2000оС) температурой плавления, плотностью (15,5 r/смЪ) и стоимостью ферровольфрама.

Цель изобретения - обеспечение более равномерного распределения вольфрама в объеме металла, повышение его усвоения и снижение себестоимости стали.

Поставленная цель достигается тем, что шихта для выплавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали и/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых сталей и ферросплавы, дополнительно содержит вольфрамсодержащий шлак с отношением концентраций Ca0 SIO>,ðàâным 1:(0,25-0,50), при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Отходы выплавляемой стали и/или сталей близкого химического состава 20-90

Отходы углеродистых сталей

Вольфрамсодержащий шлак 1-8

ЗО Ферросплавы Остальное

981380

При использовании в составе шихты ддя выплавки быстрорежущей стали тугоплавкого Ферровольфрама, имеющего большой удельный вес, он оседает на подине печи и очень медленно растворяется, что приводит к его неравномерному распределению в объеме металла и повышенным потерям вольфрама.

Введение в состав шихты 1-8% вольфрамсодержащего шлака, содержа- 1О щего термодинамически неустойчивый окисел вольфрама (M0> ), приводит к быстрому растворению и равномерному распределению вольфрама в объеме металла благодаря двум параллельно протекающим-процессам: восстановлению вольфрама из М0 и его раствореЪ нию в железе.

Кроме того, при восстановлении вольфрама углеродом расплава по реакции:

M0 + ЗС Ч+ ЗСО

Ъ образуется окись углерода, снижающая окислительный потенциал печной атмосферы, что приводит к уменьшению.окис- 25 ления вольфрама в период плавления шихты и к увеличению его усвоения.

При введении в состав шихты менее

1Ъ вольфрамсодержащего шлака, его количества оказывается недостаточно 30 для снижения окислительного потенциала печной атмосферы в течение всего периода плавления шихты, что приводит к увеличению окисления! вольфрама и .снижению его усвоения. Исполь- 35 эование в составе шихты более 83 вольфрамсодержащего шлака приводит к увеличению количества шлака в период плавления шихты, к затруднению восстановления из него вольфрама и щ повышению его потерь с удаляемым из печи шлаком.

В процессе плавления шихты на поверхности жидкого металла образуется шлак, содержащий количество окислов вольфрама, значительно г евышающее необходимое для равновесия с металлом, что .препятствует окислению вольфрама и переходу его из стали в шлак.

5О

Отношение концентраций СаО:S ГО

s вольфрамсодержащем шлаке, как

1:(0,25-0,5) обеспечивает основность ..(СаО/Si02j шлака плавления в пределах 2-4, что облегчает условия восстановления вольфрама иэ шлака в металл. Это связано с тем, что при раскислении вольфрамсодержащего шлака реакция восстановления окислов вольфрама происходит тем полнее, чем ниже в нем активность кремнезема.При основности шлака s пределах 24.весь кремнезем связан в термодинамически. прочное соединение ортосиликат кальция 2СаО-S|0, что приводит к снижению его активности и потерь вольфрама вследствие облегчения условий его восстановления иэ шлака.

Снижение основности. вольфрамсодержащего шлака менее 2 приводит к увеличению активности в нем кремнезема и потерь вольфрама иэ-за ухудшения условий его восстановления иэ шлака.

Увеличение основности шлака выше 4 не приводит к дальнейшему снижению в нем активности кремнезема и потерь вольфрама.

Пример. Опытные плавки быстрорежущей стали Р6И5 выплавляют в опытно-проваленных условиях на известной и предлагаемой шихте в

25-тонной дуговой электропечи. После выпуска предыдущей плавки и заправки печи на подину присаживают известную или данную шихту. В середине периода плавления шихты из печи на анализ отбирают пробу rasa.

Металл разливают в прямоугольные изложницы для слитков массой 1150 кг.

Для определения распределения вольфрама в объеме металла по высоте слитка отбирают стружку для химического анализа стали. По результатам химического анализа и взвешивания металла рассчитывают усвоение вольфрама.

Результаты сравнительных плавок представлены s таблице.

Из представленных данных видно, что более равномерное распределение вольфрама по высоте слитка получено при использовании в составе предлагаемой шихты для выплавки быстрорежущей стали 1-8% вольфрамсодержащего шпака. Усвоение вольфрама при этом увеличивается на 2,0-2,9 отн.В, а содержание кислорода в печной атмосФере снижается в 2,4-3,6 раза.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения шихты s производство составляет 390,0 тыс,руб. в год.

981380

Усвоение вольфрама, отн.%

Шихта

Состав шихты, .вес.%

Распределение led по высоте слитка,%

Содержание кислорода в печи, %

Отношение концентраций

СаО: S IO в W-содер жащем шлаке

Отходы стали

РбМ5

Отходы углеродистых сталей

Ферросплавы

Мягкое железо

-соержаий шлак

Низ

Верх

Осталь58 14 ное 18

Известная

5,96 6,20 12,6 95,2

6,01 6,18 3,2 96,0

6,00 6,03 3 5 97,5

1:0,20

15 65

20 60

60 20

Предлагаемая

8 1:0,25

1:0,40

1:0,50

1;0,5 5

6 05 бк07 4ю3 98к1

6,08 6,12 5,2 97,2

II

2

5 02 б 14 8 4 95 8

0,5

Формула изобретения

20-90

4-60

1-8

Остальное

Составитель й.Щербаков

Редактор A.Ãóëüêî Техред М.Гергель Корректор A.Äçÿòêo

Заказ 9637/38 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 шихта для выплавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали к/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых сталей и ферросплавы, о т л кч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения более равномерного распределения вольфрама в объеме металла, повышения его усвоения и снижения себестоимости стали, шихта дополнительно содержит вольфрамсодержащий шлак с отношением концентраций

СаО:SiOg, равным 1з(0,25- 0,50), при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Отходы выплавляемой стали к/или сталей близкого химического состава

Отходи углеродистых сталей

Вольфрамсодержащкй шлак

Ферросплавы

Источники информации, 46 принятые во внимание при экспертизе

1. Поволоцкий Д.Я. и др. Электро- металлургия сталн и ферросплавов.М., "Металлургия", 1974, с. 275.

45 2. "МЕталлург", 1971, В 1, с; 22.