Способ выплавки ванадийсодержащей стали

и 836125 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоаетскнкСоцмалксткческииРеспублик(51)М. Кл, С 21 С 5/52 11,79 (21) 2838502/22-02заявки М 22)Запвлеко присоединением Гееударстееиимй емите СССР ае Ъеяам изебретеиий о и еткрмтий) УДК 669.187. .25 ( 088,8) публиков ата опубл в, С, Н. Лекахонович, В. Ф. РО, А. Белый и, Церрик,рясного Знамен следовательский завод имени В рудового научно-ис лорусский ордена ститут, Уральский таллов и Минский 71) Заявите кт н СПОСОБ ВЫПЛА 2 Изобретение относится к области лирейного производства, а именно к способам выплавки высококачественных ванадийсодержащих углеродистых сталей в кислых электродуговых печах,Широко известны способы выплавкиванадийсодержащих сталей с использованием процесса восстановления ванадия изшлаков: 11 и 12. В процессе плавкиванадий частично восстанавливается иэпятиокиси с помощью углерода, кремниямарганца и переходит из шлака в металл.Недостатками укаэанных способов являются ограниченность ресурсов ванадиевого шлака и высокая стоимость легирующей добавки. Применение немагнитногошлака увеличивает трудоемкость процессаплавки, поскольку его загрузка в печьтрудно поддается механизации и производится, как правило, вручную.Наиболее близким к предлагаемому20способу по технической сущности является способ выплавки ванадийсодержащейстали с применением менее дефицитного ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ материала - ванадийсодержащей магнитной шлакометаллической фракции (МШФ) конвертерного шлака вводимой в период завалки совместно с известняком и соотношении 10:(0,02-1,1) после завалки на подину печи 20-60% остальной шихты,МШФ, извлекаемая магнитной сепарацией из ванадиевого шлака при его переработке в пятиокись ванадия, представляет собой сыпучий магнитный материал, состоящий из корольков чугуна размером0,5-50 мм и прилипшего к ним шлака следующего состава,%: Ч,е 0 20 %0 у 14 ф М 110 11 ф Тт 051 Ст"еО 4 теор 33 и СаО, АС 20 и МдО по 1-2, Металлическая часть этого конгломерата составляет 50-90% и содержит (жопо 3% углерода, 0,03-0,08% ванадия, В целом МШФ содержит от 2 до 5% ванадия, стоимость которого в ней в 1,2-2,0 раза нижЬ, чем в ванадиевом конвертерном шлаке и феррованадии. При использовании известного способа плавки стали восстановление ванадия осуществляется так ке,3 ЙЗ 812 как и из ванадиевого плака при одновре- менном снижении стоимости легированияЯНедостатками известного способа являются повышенный расход ферросплавов кремния и марганца на восстановление ва, надия, а также недостаточно высокие физико-механические свойства отливок, особенно их пластические характеристики,Целью изобретения является сокращение расхода ферросплавов и повышение фи зико-механических свойств стали.Это достигается тем, что 70-85% ва-. надия вводят в период завалки я печь в виде смеси ванадкйсодержащей МШФ с известняком в соотношении 10:(0,5- 15 5,0) в количестве 2-7% от веса металлозавалки, а 5-30% ванадия вводят в ковш при выпуске стали в виде раскисляющей смеси ванадийсодержащей МШФ с известнякомг алюминием и силккохалщкем в сО отношении 10:(1,0-5,0)(0,1-2,0) ф,1- 2,0).Применение способа выплавки низколегированных ванадийсодержащих сталей позволяет за счет введения части ванадия непосредственно в ковш в смеси МШФ с известняком, алюминием и силикокальцием сократить расход ферросилиция и ферромарганца на проведение восстановительного периода, а также повысить физико-меха нические свойства стали ввиду комплексного раскисляющего и модифицирующего действия ванадия, алюминия, кремния и кальция. Эффект модифицирующего действия элементов на свойства стали превос ходит эффект микролегирования той же по величине добавки элемента. Поэтому наблюдается разница в свойствах стали.в зависимости от того, в какой период введена добавка: при плавке или непосредственно перед разливкой.Введение МШФ в печь в виде смеси сизвестняком позволяет активизировать процесс перехода ванадия из пятиокиси в металл, Нижний предел отношения (10:0,5) 45определен экспериментально, исходя изусловия усвоения ванадия металлом, аверхний предел (10;5,0) определяется фактором разведения кислой футеровкк.,Добавка вводимой в печь смеси в количестве 2-7% от веса металлозавалки уотановлена, исходя из среднего содержания ванадия в МШФ, усвоения ванадия металлом и содержания ванадия в готовой стали. 55Нижний предел ванадия, вводимого вковш (5% от общего его количества), установлен экспериментально, исходя иэ не 8 фобходимости повышения свойств стали и снижения расхода ферросплавов кремния и марганца на восстановление его в электродуговой печи. Верхний предел (30%) определяется сложностью введения в ковш больших количеств твердых добавок и снижением при этом усвоейия ванадия готовой сталью,.Введение 5-30% ванадия в ковш в виде смеси МШФ с известняком, алюминием и силикокальцием позволяет полностью восстановить ванадий из пятиокиси, оказывает благотворное модифицирующее влияние на кристаллизацию стали (измещьче-ние зерна), производи глубокое раскисление и рафинкрование расплава ог окислов сульфидов и нитридов, Комплексное раскисление и модифкцкрование ванадием, алюминием и калщием приводит к повышению физико-механических, особенно пла стических, свойств стали. Соотношение компонентов в смеси МШФ, известняка, алюминия к силикокальция 10;(1,0-5,0): :(0,1-2,0);(0,1-2,0) установлено, исходя из необходимости получения жидкоподвижного шлака, а также оптимальной вв личины вводимых раскксляющих добавок.П р и м е р. В 5-тбнной электродуговой печи с кислой футеровкой выплавляли сталь 45 ФЛ по известной технологии и предлагаемым способом, По известной технсаогии в печь загружали всю МШФ, содержащую 2% ванадии, в количестве 5% от веса металлоэавалки в смеси. с известняком (в соотношении 10:1), проводили расплавление, окислительный и восстановительный периоды путем введения ферромарганца и ферросилиция.По предлагаемому способу плавку ве ли следующим образом, В печь вводили 80% ванадия в виде смеси МШФ сизвестняком в соотношении 10:1, Количество смеси составляло 4,4% от веса металлозавалки, Проводили расплавление шихты, окислительный и восстановительный периоды, При выпуске стали в ковш вводили 20% ванадия в виде смеси МШФ с известняком, алюминием и скликокалщкем в соотношении 10:1:1:1, Расход электроэнергии и продолжительность плавки.в обоих случаях оставались одинаковыми.Усвоение ванадия в первом случае составляло 88, во втором - 91%, В таблице представлены механические свойства сталей, полученных известным к предлагаемым способами.836125 Способ феррос рром ганна Известный(прототип)Предлагаемый 45 16 3 2 48 18 45 0 5 9 печь в раде смеси ванадийсодержащей магнптной шлакометаллнческой фракннн с пзвестнасом в соотношении 10:(0,5-5,0) в 1 копнчФстве 2;7% от веса металлозавадки, а 5-30% ианадия вводят в ковш прнвыпуске стали в виде раскисляющей смеси ванадийсодержааей магнитной шлакометаллической фракции с известняком, алюминием и силикокальняем в соотношении10:(Об 50);(0,1-20):(0,1-ЪО), .Источники инфсрмании,принятые во внимание при экспертизе обретен и ф ор улСпособ выплавки ванадийсодержащейстали в сталеплавильных печах, включающий завалку шихты, расплавление, проведение окислительного и восстановитель-ного периодов, раскисление и введение ва- надия в виде ванадийсодержащей магнитной шлакометаллической фракции, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с нелыо сокращения расхода ферросплавов и повышения4 физико-механических свойств стали, 70- 95% ванади:я вводят в период завалки в Л ЙагаюмоКоштура Карре Составите Техред- М едактср"Г;. ШекмаФ ова Тираж 618 Подписн венного комитета СССР нцйи открытий.86, Раушская набе д 4/бюЧВдВЮЮ фФю В Ю еюЮз , г. Ужгород, ул, Проектная, 4 иал ППП "Патен Как видно из таблнпы, применение предлагаемого способа позволяет сократить расход, ферросплавов при выплавке ванадвйсодержащей стали и существенно повысить ее физико механические свойства. Заказ 2836/12 ВЕ 1 ИИПИ Государстпо дедам. изобрете 11 ЭО 35 Москве" Иь% 358374 3, Авт по заявке кл С 21 Сторское свидетельство СССР