Легирующая смесь

Легирующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЛЕГИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, включающая вжадийсодержащий шлак, карборунд и известняк , л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости легирующей смеси. а также времени на процесс легирования, расхода легирующей смеси и электроэнергии, она дополнительно содержит полевой шпат, а в качестве ванадийсодержащего шлака - ванадийсодержащий шлак от сжигания мазута при следзпющем соотношении компонентов,, мас.%: Карборунд 13-18 Известняк5-8 Полевой шпат5-7 Ванадийсодержащий шлак от сжигания мазутаОстальное

ССЮЗ СОВЕТСНИХ

Н Ю

РЕСПУБЛИК аа ан

309 С 22 С 35 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aalePCHOMV Самдат Гаетвм

ГбСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫЯ4» (21) 3599892/22-02 (22) 03.06,83 (46) 07.!1.84.. Бюл. Р 41 (72) В. П. Кутузов, Б. А. Кириевский, В. А Токарев, О. В. Пузырьков-Уваров, Н. А. Будагьянц, Э. С. Церковский и- О. Г. Панасовскнй (53) 669.18.046.518:621.74658 (088.8) (54) (57) ЛЕГИРУ101ПАЯ СМЕСЬ, включающая ванадийсодержащий шлак, карборунд и известняк, отличающаяся тем,что,с целью снижения стоимости легирующей смеси, а также времени на процесс легирования, расхода легирующей смеси и электроэнергии, она дополнительно содержит полевой шпаг, а в качестве ваналийсодержащего шлака — ванадийI содержащий шлак от сжигания мазута при следующем соотношении компонентов,. мас.%:

Карборунд 13-18

Известняк 5 — 8

Полевой шпат 5-7

Ванадийсодержащий шлак от сжигания мазута Остальное

1122731

Изобретение относится к металлургии и может быль использовано в литейном и сталеплавильном производстве.

Известна шлакообразующая и легирующая смесь для стали, содержащая шпак ферро- 5 хромового производства, доменный шпак, восстановитель и кальцннированную соду.

Недостатком известной смеси является необходимость высокотемпературного режима вос становления (1560 — 1б00 С), чъэ увеличивает затраты электроэнергии и повьппает стоимость легнрования.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является легирующая смесь, содержащая, мас,%:

Ванадийсодер>кащий шлак 70 — 75

Карборунд 12-16

Известняк . Остальное

Недостатком известной легирующей смеси является высокая стоимость (наличие дорогого металлургического ванадневого шлака m переработки ванадиевых чугунов, стоимость которого составляет 500 руб/т), а также низкое процентное содержание пятиокиси ванадия в шлаке (не более 20%). Поэтому, когда необходимо получить металл с вьюоким содержанием ванадия (свыше 0,3%), увеличивают массу ттегирутощей смеси. Чем больше загружается в лечь легчрующей смеси, тем больше обЗО разуется шлака. Это увеличивает период восстановления ванадия из шлака и снижает производительность тптавилькых печей. Одновременно повышается расход энергии на расплавление шлака. Иосстаковлеттие ванадттл 35 из указанной легирующей сместт эффективно протекает при температуре ке ниже 1400 С.

При снижении температуры вязкость шлака резко повышается, вследствие чего замедляются процессы восстаковления. 40

Цель изобретения — снижение стоимости легирующей смеси, a -.àêæå време.ни ка процесс легирования, расхода лептрующей смеси и электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что легирутощая смесь, включатощая вакадийсодержащий шлак, карборунд и известняк, дополнительно содержит полевой шлат, а в качестве вакадийсодержащего шлака — ванадийсодержащий шлак OT сжигания мазута при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карборунд 13- .8

Известняк 5 — 8

Полевой шлат 5 — 7 55

Ванадийсодержащий шлак от

Остальное сжигания мазута

Указанное количество карборунда, как восстановителя, по стехиометрическому соотношению достаточно для практически полного извлечения ванадия иэ шлака. УМеньшеwe содержания карборуида ниже указанкого предела нрнводнт к снижению степетти восстановления ванадия. Повышение содержания кароорундв в смеси вьпде указанного предела увеличивает вязкость .ишака, затрудтгяет восстановление ванадия. Однов1нтмеьтно возрастает расход карборунда.

Известняк, взаимодействуя с жидким металлом, разлагается с образованием СаО и

СОз. Образующаяся известь стюсобствует снижению вязкости шлака н ускорению диффу-. зионных процессов восстановления ванадия.

Увеличение количества известняка выше укаэанного предела повышает вязкость шлака и замедляет диффузионные процессы восстановления ванадия. При снижении количества извесптяка относительно рекомендуемых кределов уменьшается выделение СО, что не обеспечивает эффективного перемешнвания итака и затягивает по времени процессы восстаковления.

Химическая формула полевого шпата (f< G, Ка О) AF O> 68iO . Ок обычно содержит 20% А рОз, 12% Ма О + К О, осталь иое БЮ,. И составе легирующей смеси его необходимо использовать в виде фракции мм. По своек стоимости по>тевой шпат приближается к известняку. Полевой тттттат способствует снижению вязкости шлаков и повышению степени восстановления ванадия из шлака. При использовании предложенной легирующей смеси степень восстановления ванадия составляет 99,5 — 99,6%, При использовании известной легирующей смеси степень восстановления ванадия 99,1—

9,2%. Исключение полевого иптата из состава легирующей смеси повлечет за собой снижекие степени восстановления ванадия из пшаковой смеси и, следовательно, увеличение ее расхода (при достижении заданного содержания ванадия в металле), что приведет к удорожанию процесса легирования.

Пределы содержания полевого шпата в составе предложенной легирующей смеси обеспечивают получение оптимальной вязкости шлака в интервале температур 1300 — 1500 С, ускоряя процессы восстановления ванадия.

Снижение содержания полевого шпата ниже указанного предела приводит к повышению вязкости шлака, снижению степени восстановления ванадия. Применение полевого шпата вьтттте указанных пределов нецелесообразно . вследствие снижения эффективности действия тп.-гатуры, 31

К

Си

3,6 — 13 4

9,2 — 23,7

0,5 — 2,8

l,6-4,1

0,8 — 10,0

0,1 — 18,2 (0,002 (0,01 — 0,30,3 11227

Ванадийсодержащий шлак от сжигания мазу. та представляет собой минеральную составляющую жидкого мазутного топлива и скапливается на подине и в нижних пристенных зонах топок котлоагрегатов газомазутных энергоблоков тепловых электростанций. На подине в виде шлака осаждается 5 — 15% минеральной составляющей топлива, остальные

85-95% ее уносятся, с продуктами сгорания мазута в виде мелкой фракции. При зольнос- 1и ти мазута 0,1 — 0,2% выход ванадийсодержащего шлака составляет 50 — 300 т на 1 млн т сжнтаемого мазута. На тепловых электростанциях мощностью 2000-3000 МВт, оснащенных газомазутными энергобпоками и сжигающих до 4-5 млн т мазута в год, объем выхода ванадийсодержащего шлака от, сжигания мазута составляет 200 — 1000 т в год. Этот шлак для дальнейшей переработки в настоящее время не используется, удаляется из топки махани- 20 ческим способом s периоды капитальных и средних ремонтов топок газомазутных котлоагрегатов и выбрасывается в отвалы. На ТЭС, где организовано отдельное складирование этого шлака, возможно .скопление его в боль- 25 ших количествах Утилизация этих отходов позволяет использовать в металлургии и литейном производстве до 200-1000 тонн ванаднйсодержащего шлака от сжигания мазута с каждой газомазутной тепловой электростанции мощностью 1000 — 3000 МВт.

Содержание V Os в золошлаковых отходах от сжигания мазута колеблется в очень широких пределах: в мазутах из нефтей Прикамья — 15 — 30%, из нефтей Поволжья—

8 — 55%. Содержанке Vq0s в отложениях в топке и на поверхности нагрева изменяется от 5% (в низкотемпературной зоне) до

25 — 40% (на цодине, экранах и трубах пароперегревателя)

П „„«е „4О ных шлаков, выполненным на основании анализа проб, отобранных с подины котлоагрегатов мощностью 800 МВт Углегорской

ГРЭС, содержание пятиокиси ванадия в них

26,1 — 47,3% (в пересчете на ванадий это соответствует 14 6 — 26,4%), содержание остальных элементов, мас.%: й«

Fe

А4 0 3 50

Са0

Na

$0з (в больSn шинстве

Pf менее 55

SiOq 1,0%)

Т10г

Мп

3,8 — 33,7

0,08 — 0,14

0 01-0,13

0.1 — 03

0,005 — 0,006

Состояние шлака от сжигания маэута— твердые н хрупкие куски, в том числе типа кокса, встречаются рыхлые, пористые, а также плотные, хрупкие. Имеются также вяз-. кие куски повышенной прочности на удар.

Размеры кусков при удалении из топок— от мелочи (2 — 5 мм) до крупных кусков размерами до 200 — 300 мм.

При сравнении с ванаднйсодержвщей шлакометаллической фракцией металлургического производства — в шлаке от сжигания мазута содержание пятиокиси ванадия в 5 — 15 раз больше. В магнитной шлакометаллической фракции (МШФ) завода НПО "Тулачермет" содержание шлака составляет 25-30% и 70—

79% металлического полупродукта. В шлаке содержится, %: УгО 16; $10г 18; СаО

4; FeO 38; Мп0 7; Cr 03 3; TiOi 7; P

005; MgO 3; А1гОз 2. В металлической составляющей содержится, %: Fe96; Si 0,14;

С 1,0; Ма О,1; P 001; $00,03; V 0,08..

В целом в МШФ содержится 1,5 — 3,0% V в виде V>0s, которая имеет фракционный состав 1 20 мм.

Стоимость 1 т металлургического ванадиевого шлака 500 руб. Снижение стоимости предложенной легирующей смеси обеспечивается в основном путем использования ванадий содержащего шлака от сжигания мазута взамен металлургического, так как стоимость ванадийсодержащего шлака от сжигания мазута составляет 30 — 40 руб эа 1 т.

Количество ванадийсодержащего шлака от сжигания мазута выбрано нз расчета достижения стехнометрического соотношения пятиокиси ванадия н карборунда, что обеспечивает полное протекание реакции восстановления ванадия из шлака. Вследствие более высокого содержания пятиокиси ванадия в ванадийсодержащем шлаке сжигания мазута, чем в металлургическом, его применение обеспечивает уменьшение расхода легирующей смеси н соответственно дополнительное снижение ее стОимОсти.

Уменьшение количества легнрующей смеси сокращает время плавки и способствует экономии электроэнергии.

Опытные плавки проведены в лабораторной нечн. Масса чугуна 2 кг. Лагирующую смесь вводили на зеркало жидкого металла при

1400 С. Время выдержки 40 мнн. В опытных плавках используют ванадийсодержащий шлак от сжигания мазута, содержащий, мас.%:

УгОг 39,0; $ Ог 190; ЕегОг 108; остальное

1122731 количества расходуемой смеси на 40 — 45% за счет более высокого содержания в подовом шлаке пятиокиси ванадия (25 — 40%); уменьшение расхода электроэнергии на 60% и времени плавки на 37,5% путем сокращения периода восстановления ванадия иэ шлака.

Экономический эффект от использования предложенной легирующей смеси для легирования прокатных валков в сравнении с легированием известной легирующей смесью составит 7 — 10 руб. на 1 т годных валков. примеси окислов никеля, хрома и др., известняк, карборунд, измельченный в виде порошка. Компоненты смешивают в пропорциях, ука. занных в таблице где приведены результаты опытных плавок. и плавка с использованием известной легирующей смеси.

Использование предложенной легнрующей, смеси обеспечивает о сравнению с известным, составом снижение стоимости легирувщай сме. си в 6 — 7 раз за счет более дешевого подово- ® го шлака (30-40 руб. за 1 т); уменьшение

Затраты на извлечение 1 кг ванадия из легирующей смеси

Состав легирукнцей смеси, мас .%

Стен изв чели ван из

Полевой шлат

Ванадийсоде жащий шлак от сжигания мазута

Карборунд эвест.

Количест во лег рующе смеси, кг

Время, затрачиваемое на восстановление ванадия, мин

Ориентировочная тоимость . руб. няк

Предложенный

7,5

25

7,8

15

6,8 0,5-0,7

6,8

99,5

97,0 6,8

10

8,5

12,6 3,5

10

75, l3

Остальное

Составитель К. Сорокин

Редактор А. Коэориэ . Техред М. Гергель Корректор М, Максимишннец

Заказ 8104/25 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И3035, Москва, Ж вЂ” 35 Раушская наб., д. 4/5

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

Иэвестныи (ванадийсо держащий шлак карборуид извес я

77 10

72

74 5

77 6

70 7

5 10 удельный расход электроэнергии, затрачиваемой на расплавление легирую щей смеси, кВт