Шихта для легирования стали
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о»994567
Союз Советских
Социалистических
Республик (6!) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 280581 (2! ) 3293164/22-02 с присоединением заявки Мо— (51) М. Кд.з
С 21 С 5/52
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет1 (33) УДК 669.18.27 (ОВ8.8) Опубликовано 07.02.83 Бюллетень HP 5
Дата опубликования описания 07.02.83
С.М.Белокуров, В.В.Вербов, A.È.Êâàñîâ, В.В.Головченко, В.Г.Егоров, Н.Г.Азарова, А.Ф.Букина, В.Ф.Пилипенко и Г.A.×èêàëåíêî (72) Авторы изобретения
{54) МИХТА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ
Изобретение относится к металлур гии, в частности к производству ва- надийсодержащих сталей для отливок и слитков.
Обычно для легирования стали ванадием используют феррованадий или другие ванадиевые ферросплавы (лигатуры). Указанные материалы являются дорогими и дефицитными, приводят к существенному увеличению стоимости выплавляемой стали и поэтому малопригодны в случае использования для сталей массового назначения.
Кроме этого, при использовании феррованадня и ванадиевых лигатур существенно понижается извлечение ванадия от руды до стали. При использовании феррованадия до стали доходит 39,5% ванадия, а при использо= ванин ванадиевых лигатур - 47,6% ванадия.
Известна экэотермическая смесь для легированыя стали (шихта) на .основе ванадийсодержащего шлака, содержащая в своем составе, кроме него, кремний, углерод, азотсодер-. жащее вещество и кальций. Это поз- . воляет повысить извлечение ванадия иэ руды в сталь до 52,8% и понизить стоимость ее легирования ванадием (.1).
Однако область применения данного легирующего материала ограничена, так как наличие в составе экзотермической смеси азотсодержащего вещества предполагает ее использование для легирования аэотсодержащих сталей, а кальция приводит к некоторому ее удорожанию и дефицитности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шихта для легирования стали ванадием, содер)5 жащая ванадиевый шлак, алюминий, кремний, окись кальция.
Такая экзотермическая смесь для легирования ванадием и рафинирования стали позволяет использовать все пре° имущества. предыдущей (экэотермической смеси для легирования сталей} и имеет более широкую область применения, т.е. практически может быть использована для легирования ва-25 надием любых марок сталей без каких- либо ограничений (2 ).
Однако за счет использования кальция, который вводится в виде дорогого и дефицитного силококальыия (или металлического кальция), 994567,происходит его перерасход и удорожание легирования стали ванадием, а также повышение ее себестоимости, Кроме этого, наличие в составе смеси окиси железа, которая введена для компенсации тепловых потерь, связанных с расплавлением раскислителей, шлакообразующих добавок и диссоциацией карбонита кальция, также приводит к удорожанию и перерасходу материалов. 10
Цель изобретения — снижение себестоимости стали и повышение эффективности производства.
Поставленная цель достигается тем, что в шихту для легирования ста- 5 ли ванадием, содержащую ванадиевый ,шлак, алюминий, кремний, окись кальция, дополнительно введены карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминия, окись натрия, фторсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Алюминий. и кремний (в сумме) 15 - 35
Окись кальция 0,4-5,0
Карбид кремния . 3,0-12,0
Двуокись кремния 0,4-5,0 Окись алюминия 5,0-14,0
Окись натрия 0,4-3,0
Фторсодержащий материал 0,2-0,5
Ванадиевый шлак Остальное ЭО
Алюминий, кремний, окись кальция, карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминия,,окись натрия, фтор используют. в виде шлака электротермического производства силуми- ЯЯ на.
Соотношение компонентов шихты для легирования стали определено из следующих соображений.
Количество восстановителей (алю- go миний, кремний, карбид кремния) определено иэ условий полного восстановления ванадия, железа, марганца из конвертерного ванадиевого шлака, раскисления стали и тепловыделения за счет тепла экзотермических реакций, которое необходимо для быстрого формирования жидкоподвижного активного шлака, и компенсации потерь тепла. Содержание восстановителей мЕньше нижнего предела не обеспечивает укаэанные условия, а больше верхнего предела не способствуют улучшению показателей процесса.
Кроме того, введение в состав Я шихты карбида кремния, являющегося сильным восстановителем, повышает раскислительную способность алюминия и кремния и позволяет исключить из состава дорогостоящий и дефицитный, щ() кальций.
Шлакообраэующие добавки: окись алюминия, окись кальция, фторсодержащие материалы, окись натрия, при данном соотношении способствуют поАлюминий, и кремний (в сумме )
Окись алюминия
Двуокись кремния
Карбид кремния
Окись кальция
30 — 60
10 - 28
До 5,0
6 -18
До 5,0 лучению шлака с низкими значениями плавкости температуры ликвидуса и вязкости, что существенно интенсифицирует диффузионные процессы взаимодействия между шлаком и металлом.
Окись алюминия, окись натрия, фторсодержащие материалы являются флюсующими добавками, содержание их меньше нижнего предела не способствует заметному понижению вязкости и температуры ликвидуса, формирующегося после присадки шихты шлака, а больше верхнего предела - дальнейшему понижению вязкости шлака. Окись кальция 0,4 - 5,0% способствует повышению основности шлака. При содержании ее более 5% увеличиваются затраты тепла на расплавление шихты. При этом содержание в составе шихты двуокиси кремния до 5% не осложняет процесс восстановления ванадия, железа, марганца и шлаковый режим плавки. Это обстоятельство позволяет испольэовать в составе шихты менее дефицитные шлакообразующие и шихтовые материалы.
Наиболее полно описанные преимущества проявляются при использовании и качестве одного иэ компонентов шихты шлака электротермического производства силумина (отходы производства), в составе которого присутствуют в подготовленном виде необходимые для достижения .поставленной ,цели ингредиенты.
Для определения целесообразности и технологичности предлагаемой шихты
;для легирования стали-проводятся ее промышленные испытания с использованием составов, укаэанных в таблице.
Сталь марки 35ФЛ выплавляют в электродуговой печи емкостью 5 т.
Шихту для легирования стали вводят в восстановительный период плавки в виде механической смеси ванадиевого шлака конвертерного передела по
ТУ 14-11-1,78-79, имеющего химический состав, мас.%:
Пятиокись ванадия 13-26
Двуокись кремния 12 - 26
Железо общее 28 - 42
Окись кальция До 1,5
Окись магния 1,0-6,0
Закись марганца 5-13
Окись хрома 1,0-5,0
Окись алюминия 0,6-1,8
Металловключения 4,0-25,0 и шлака электротермического производства силумина по Ту 48-01-13-75, имеющего следующий химический состав, мас.%:
994567
Окись натрия 0,8-6,0
Фтор О, 4-1,0
При использовании для легирования всех трех составов, приведенных в таблице, в стали получают требуемое содержание ванадия 0,06-0,12% при высокой степени его восстановления из конвертерного шлака. По механическим свойствам выплавленная сталь соответствует существующим требованиям
Целесообразность использования предлагаемой шихты подтверждается тем, что затраты на легирование ванадием 1 т стали (расчетные данные, базовое содержание ванадия 0,10%) составляют, руб ври использовании феррованадия 7,33 при использовании экзотермической смеси для легирования ванадием и рафинирования стали, взятой за прототип . 6,27 прн использовании предлагаемой шнхты .для легирования стали 5,26
Броме этого, использование в сос-
:таве такой шихты шлаков злектротермического производства силумина поз- . воляет сэкономить дефицитные раскис
30 лители.(алюминий, силикокальций или металлический кальций), щлакообразующие материалы и утилизировать от ходы, содержащие эти элементы, t3 Таким образом, использование пред» лагаемой шихты в качестве легирующего материала приводит к снижению стоимости 1 т стали на 1,01 руб.. и экономии материалов. II объеме щ . производства стали 30 тыс ° т эконо мнческий эффект составляет 30300 руб.
l э е
X x хх а э
И Ь с
1 Х
Р Э
СЧ
О1
Ю с ь 3 . Ch
Ю с
М)
Ol .
D с ь е
I I Х N I
НОХХI
ЭиаЦЭж! кэн оеахо
ЮОЕЭ Х!
%" 3 с
D Ф
\ ь
5 о о
5 о о и о
ИЪ с
° Ф с
Cl (Ч с ь
Cl с
ФЧ с
1Ч сУ с
D ь с
Ю ь с ь! ь с
М я 4! ох
1 t6
I
1 с ь с
МЪ
Ю с 1 cF с
CO с
Ю с
Cl с
1Ч
° «4. 1
I
I
6Ъ . с
6!! Ф с ь ь
°, Ю
\ аА
% Ф
Ю с
ill
Ф"Ф Ф с
Ю (Ч
1 Х
1 Я
1
1 Ф
1 C
1 Н и ц х хм
Оае ома хада Ц t
1 ц I
1 1 I
1 Х I
1 6 !Х 1 х И
1 Х fR 1
1 IXI Э 1
1 I
I 1! !
1 I
1 Я и 1
1 0 Х 1
I On
1 Н Э 1 ! ен
1 1 ! !
1 1
I g I
1 О Х
I vn
1 Х
1 Х Э
1О Х
I 1
1 1
1 х
1 О х я о
Г= — -!
А 1
1 Х Х I
1ХХ
I OZ
I ".с Э
1 ха
I (М
I Ц Х
I Х Х
I Ю3
I ае
1 ф а 1
1!С М I !
1 1 1
1 О 1
1 Э I
1 М I
1 I
I А I
1-V I
1 g IL I
1 Х Х
1О !
1 !Х
1 Q Ж I
1 $ Х I
994567 ро ро „) ttI
i!I н н U
„о оо
994567
Формула изобретения
Составитель A.Ùåðáàêîâ
Техред И.Гергель
Корректор В.прохненко
Редактор И.Келемеш
»»
Заказ 570/8 Тираж 566 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
° 113035", Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул. Проектная, 4
1. Шихта для легирования стали . ванадием, содержащая ванадиевый шлак, алюминий, кремний, окись кальция, отличающаяся тем, что, с целью снижения себестоимости - стали и повышения эффективности производства, в нее дополнительно введены карбйд,кремния, двуокись кремния, окись алюминия, окись натрия, фторсодержащий материал при следукщем соотношении компонентов, мас.В:
Алюминий и кремний (в сумме ) . 15 — 35
Окись кальция 0,4-5,0
Карбид кремния 3,0-12,0
Двуокись кремния - 0,4-5,0
Окись алюминия 5,0-14,0
Окись натрия 0,4-3,0
Фторсодержащнй материал 0,2-0,5
Ванадиевый шпак Остальное
5 2.Шихтапоп. 1,о личающ а я с я тем, что.алюминий, кремний. Окись кальция. карбид кремнияу двуокись кремния, окись алювяния, окись натрия, фтор введены в виде
10 шлака электротермического производ- . ства силумина. . Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе .
1. Авторское свидетельство СССР 5 в 697572, кл. С 21 С 5/52, 1979 °
2. Авторское свидетельство СССР. в 544682, кл. С 21 С 5/52 е 1977 ° °
