Шихта для легирования стали

Шихта для легирования стали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 ° °