Легирующая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕаЪБЛИН 09) (11) 3 а) С 22 С 35/00 ГОСУДАРСТЕЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(71) Днепроцетровский металлургический институт(56) 1Авторское свидетельство СССРВ 507400, клС 22 С 35/00,С 21 С 7/00, 1978.2. Авторское свидетельство СССРУ 910825, кл. С 22 С 35/00, 1981.(54)(57)ЛЕГИРУЮЩАЯ СМЕСЬ,преимущественно для желеэоуглеродистых сплавов,включающая ванадийсодержащий шлак,известняк и восстановитель, о т л ич а ю щ а я с я тем, что,с целью снижения стоимости легирующей смеси, расхода электроэнергии и времени плавки, она в качестве ванадийсодержащего шпака содержит подовый шлак от сжигания мазута, а в качестве восстановителя - ферросилиций и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Углерод 10-15ферросилиций 3-5Иввестняк 8-10Подовыйшлак от40 Изобретение относится к металлур. гии и может быть использовано в литейном и сталеплавильном производстве,Известна легирующая смесь для ста 5 ли и чугуна, содержащая ванадиевый шлак, известь, плавиковый шпат, флюорит, карборунд и .Недостатком данной смеси является высокая стоимость и необходимость высокотемпературног режима восстановления (1560-1600 С ) при легировании металла, что увеличивает энергетические затраты.Наиболее близкой к предлагаемой 15 является легирующая смесь 2, содержащая компоненты в следующих количествах, мас.%:Ванадийсодержащийшлак 70-75 20Карборунд 12-16Известняк ОстальноеНедостатком известной легирующей смеси является ее высокая стоимость (наличие дорого металлургического ванадиевого шлака от переработки ванадиевых чугунов и карборунда, стоимость которых, составляет 500 руб. за тонну), а также невысокое процентное содержание пятиокиси вана- ЗО дия в шлаке (не более 20%). Поэтому, когда необходимо получать металл с высоким содержанием ванадия (свыше 0,3%) увеличивают массу легирующей смеси, Чем больше загружается в печь легирующей смеси, тем больше образуется шлака. Это увеличивает период восстановления ванадия из шлака, снижает производительность плавильных агрегатов, повышает расход энергии при получении металла.Цель изобретения - снижение стоимости легирующей смеси, расхода электроэнергии и времени плавки.Поставленная цель достигается тем, что легирующая смесь преимущественно для железоуглеродистых сплавов, включающая ванадийсодержащий шлак, известняк и восстановитель, в качестве ванадийсодержащего шлака содержит подовый шлак от снижения мазута, а в качестве восстановителя. ферросилиций и углерод, при.следующем соотношении компонентов, мас. : 55Углерод 10-15Ферросилиций 3-5Известняк 8-10 Подовый шлакот сжигания мазута ОстальноеДействие легирующей смеси основано на активном течении процесса восстановления окислов ванадия углеродом и ферросилицием. Углерод и ферросилиций выбраны в качестве восстановителей с целью создания восстановительных условий в широком диапазоне температур. Кремний, согласно термодинамическим расчетам, входящий в ферросилиций, является более активным восстановителем при низких температурах ( ( 1300 С), аО углерод более активно восстанавливает ванадий из шлака йри температурах вьппе 1300 С. Совместное применеОние углерода и ферросилиция в качестве восстановителей позволяетвести активное восстановление ванадия из шлака во всем интервале рабо- чих температур процесса плавки. Выбранное суммарное количество углерода и ферросилиция достаточно для полного восстановления окислов ванадия, содержащихся в шлаке. Уменьшение процентного содержания углерода и ферросилиция приводит к снижению степени восстановления ванадия из шлака. Повьппение содержания углерода и ферросилиция в смеси вьппеуказанного предела нецелесообразно, так как углерод и кремний, не прореагировавшие с пятиокисью ванадия, переходят в металл, изменяя его химический состав. Одновременно повышается расход восстановителя. Выбранное весовое соотношение ферросилиция к углероду (1: :2-1:5) позволяет вести эффективное восстановление ванадия при температурах, не превьппающих 1450 С. ИзмеОнение соотношения ферросилиция к углероду вьппе или ниже указанных преде лов снижает степень восстановления ванадия, требует повьппения рабочих температур восстановления ванадия, увеличивает расход ферросилиция и углерода. Одновременно возрастает расход электроэнергии и снижается производительность процесса. Известняк позволяет получить оптимальную вязкость шлака, ускоряет диффузионные процессы восстановления ванадия. Повьппение либо снижение количества СаО относительно указанного предела повьппает вязкость шла1082 ка и замедляет диффузионные процессывосстановления ванадия,Подовый шлак от сжигания мазутасодержит 25-403 пятиокиси ванадия,т.е. в 1,5-2 раза больше, чем егосодержание в металлургическом шлаке.Применение подового шпака от сжигания мазута позволяет снизить количество легирующей смеси и ее стоимость, повысить производительность 10процесса, уменьшить расход электроэнергии, Количество подового шлака от сжигания мазута выбрано израсчета полного восстановления ванадия. 15Опытные плавки проводят в лабораторной печи с графитовым нагревателем. Масса чугуна, содержащего,вес.7: С " 3,36, 8-2,21, Мп,56,Сг - следы; 8 - 0,057; Р - 0,093 20составит 1 кг. Легирующую смесьвводят в количестве 53 от массы жид 2 Коли Подовыйшлак отснижениямазута Степень Вайа- . дийсо- держащий шлак Ориен- Дополтиро- нительвочная ный Время, затра" чиваеИзвестЮарбо"рунд Углерод ферросилиций чество леизвлечения няк стоимое на восста новление ва. удельгирующейсмеси ванадия изшлака мость руб. расход электкг надия,мин роэнергии,квт Предлагаемая 17 8 773 70 73 75 7,9 0,45 5,6 32 10 10 7 12 4 76 95 6,87 0,5 5 75 95 13 8 6,87 0,47 5 71 80 8,94 0,5 6 14 73 82 7,5 0,7 5,5 Известная 50 Остальное 72 Состав легирующей смеси, У. 853 4кого металла при 1400 С. Время выдержки составллет 40 мин. В опыт" ных плавках используют подовый шлак от сжигания мазута, содержащий, вес.7: Ч 20- 40,5, 8102 - 19,0, РеО - 10,8, остальное оксиды Яд О2 У Сг 203 и др., углерод в виде электродной стружки, измельченный ферросилиций фС 75, обожженую известь,После измельчения компоненты сме. шивают в пропорциях, указанных в таблице, где приведены результаты опытных плавок. Проведена также Плавка с использованием известной пегирующей смеси.Использование предлагаемой легирующей смеси обеспечивает снижение стоимости легирующей смеси в 6-7 раз; уменьшение количества расходуемой смеси на 40-457; снижение расхода электроэнергии на 40-507.; сокращение времени плавки на 40-507. Затраты на извлечение 1 кг ванадия из леги ющей смеси