Способ получения ванадиевой стали

(я) С 21 С 5/52 Й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный номитет сссПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 1(72) В.А.Ровнушкин, Е,И.Арзамасцев, Ф.С.Раковский, Г.И.Чернов, М,Н.Мартынов, В.С.Галян, Н.А.Волощук, Ю.Н.Шелгаев, В,Г.Гаврилов, Ф,А.Гермелин, Ю.Я.Мельников и Л.И.Сенюшкин (71) уральский научно-исследователь.ский институт черных металлов, Научноисследовательский институт металлургии и Челябинский металлургический.завод(56) 1. Авторское свндетельство СССР 9 358374, кл. С 21 С. 5/52, 1969.(54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВОЙ СТАЛИ по авт.св. Р 358374, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью более широкого использования ванадиевого шлака и сокращения при-. менения ванадиевых ферросплавов, перец вводом в печь смесь ванадиевого шлака и извести обжигают в скисли тельной атмосфере при 600-1300 С.2. Способ по п,1, о т л и ч а ющ н й с я тем, что смесь ванадиевого шлака и извести вводят в окислительный и восстановительный периоды плавки.бильны, и температура плавленияшлака снижается незначительно.Кроме того, при обжиге при температуре выае 1300 С происходит спекание смеси, ухудшаются условия процесса окисления и удаления обожженнойсмеси из агрегата или емкости, в которых находится смесь при обжиге.Соотношение ванадиевого шлакаи извести в смеси должно быть1:(0,1-2,0).При количестве извести ниже нижнего предела известьв основном связывается с окисламикремния ванадиевого шлака, и образование легкоплавких ванадатов непроисходит. а при содержании известивыше верхнего предела, наряду собразованием легкоплавких фаз происходит образование двухкальциевогосиликата и перовскита, имеющихвысокую температуру плавления, итемпература плавления смеси в целомне снижается.При вводе в печь в эавалку илипериод плавления при выплавке сталис использованием легированных отходов смеси ванадиевого шлака иизвести, обожженных в окислительнойатмосфере при оптимальных условиях, осуществляется быстрое формирование печного шлака и окислениеванадия иэ шихты практически не происходит, а хрома лишь незначительно.Более того, в результате высокойактивности ванадия в сформированномшлаке уже в период плавления происходит восстановление ванадия в стальзасчет углерода, марганца и кремния, присутствующих в шихте либо Вводимых специально. Потери ванадия и хрома с удаляемым шлаком плавления минимальны.Низкая температура плавления предварительно подготовленной смеси позволяет вводить ее в.печь не только в эавалку или период плавления, .но и в конце окислительного и Восстановительного периода. На основе смеси вследствие ее низкой температуры плавления быстро Образуются жидкоподвижные шлаки, .и кослы ванадия из них активно восстанйвливаются, после чего печной шлак либо удаляют, либо формируют на его основе шлак восстановительного периода.1П р и м е р 1. В десятитонной основной дуговой печи выплавляют сталь марки Х 12 И с использованием легированных отходов методом переплава с продувкой металла кислородом. Легирование стали ванадием осуществляют феррованадием (серийная технология) и ваиадиеюым шлаком аппо известному и предлагаемому способам). Расход ванадиевого шлака (10,2 У)составляет 18. кг/т, расход извести 6 кг/т (соотношение ванадиевого шлака и извести 1:0,33) . Ванадиевый шлак Вводят в завалку совместно с основной 25 Изобретение относится к чернойметаллургии, конкретнее к способамполучения ванадиевых сталей в дуговых злектропечах.По основному авт.св, Р 358374известен способ получения ванадиевой стали, включающий легированиестали ванадиевым шлаком, вводимым взавалку или период плавления совместно с известью в соотношении 1:(0,5-1,5) Е 13. 1 ОПри использовании способа для выплавки хромованадиевых сталей с применением легированных отходов в процессе плавления происходит окисление хрома и ванадия шихты с образованием тугоплавких шпинелидов и засчет них и шпинелидов ванадиевогошлака формирующиеся шпаки плавлениягетерогенны и имеют высокие температуру плавления и вязкость. В результате увеличивается продолжительность периода плавления, затрудняет ся восстановление окислов ванадияи хрома при раскислении шлака и увеличиваются потери легирующих элементов со,скачиваемым шпаком.При использовании способапри выплавке стали с проведением периодадефосфорации ванадий, перешедшийв металл из ванадиевого шлака впериод плавления, в процессе дефос. - З 0 форации металла окисляется .и в основном теряется с удаляемыми печными шлаками.Цель изобретения - более широкое использование ванадиевого шлака и 35сокращение применения ванадиевых ферросплавов.Поставленная цель достигается . согласно способу получения ванадиевой стали, в котором перед вводом 40 в печь, смесь ванадиевого шлака и извести обжигают в окислительной атмосфере при 600-1300 С.При этом смесь ванадиевого шлака и иэВести ВВОдят В Окислителъный45 и Восстановительный периоды плавки.При окислительном обжиге смеси ванадиевого шлака и извести происходит окисление двухвалентного железа до трехвалентного, а трехвалентного ванадия дочетырех- и пятивалентного ванадия, и образуются ванадаты и ферриты кальция. В результате тугоплавкие ванадиевые шпинелиды (с д 1750 фС), составляющие основную часть ванадиевого шлака, разрушаются, и температура шлака резко снижается.Этот процесс протекает только в окислительной аТмосфере в сравнительно узком интервале температур. При 60 температуре менее 60 Оо С скорость процесса мала и резко возрастает продолжительность обжига смеси, а при температуре выае 1300 С соединения с высшимиформами, ванадия метаста1014920 4Количество удаляемого шлака.кг/тВанадиевыйшлак 5 Результаты. плавок приведены втабл.1.Та блица 1 Содержаниекомпонентов,Ъ Расход ванадияв завалку, кг/т Вариант выплавки Легированныеотходы ЧдС Сг 0 Серийнаятехнология 0,7 70,0 25,7 По авт,св. 9358374 0,7 80,0 1,6 1,84 25,9 Предлагаемая 78,0 1,84 0,63 17,9 0,7 Потери со шлаком,кг/тВариант выплавки Расход ГеЧ (38) в доводку. кг/т Затраты налегированиестали изте чванадиевогошлака, руб.руб./т Сг Серийнаятехнология 9,84 0,43 12,3 3,5 По автсв, В 358374 1,0 14,1 0,71 9,25 Предлагаемая 6,44 9,65 0,28 Продолжительность плавок и расход электроэнергии по серийной. технологии и предлагаемому способу практически одинаковы, в то же время использова ние предлагаемого способа позволяет полностью отказаться от применения феррованадия и значительно снизить затраты на легирование стали ванадием.П р и м е р 2. В стотонной основ ной дуговой печи выплавляют сталь марки 50 ХФй на свежей шихте с проведением дефосфорации металла. Легирочастью металлошихты. При выплавке стали по предлагаемому способу смесь ванадиевого шлака и извести обжигают при 1100 фС в течение 2 ч в окислительной атмосфере.После расплавления основной части шихты металл продувается кислородом,и шлак плавления после раскисленияферросилицием скачивается, затем про"водится восстановительный период дообычной технологии. 1ванне стали осуществляют Феррованадием и ванадиевым шлаком (по известному и предлагаемому способам). Расход ванадиевого шлака 1 10;2 Ч ) составляет 20 кг/т, расход извести 25 кг/т. При выплавке стали по нредлагаемому способу смесь ванадие,вого шлака и извести обжигают при 1200 фС в течение 3,5 ч в окислительной атмосфере.Основные параметры и результаты плавок приведены,в табл.2.1014920 Таблица 2 Расходэлектроэнергии,квтфч/т Момент ввода Продолжительность ванадиевого восстановительного шлака периода, ч - мин Вариантвыплавкистали . Серийнаятехнология Не вводили 0-58 555 По авт,св. 9 358374 В завалку 1-00 560 Предла"гаемая 1-00 560 После окислительногопериода Продолжение табл. 2 Усвоение Расходиз ванади- еЧ (3евого кг/тшлака,% Затраты налегированиестали, руб/т Вариант выплавк стали йнаяология О, 005 Се те 13,По вт.9358374 О,15, 85 2 3,Пре мая ае 0,163 1,5 7,14 расширить объемыванадиевого шлак сократить расх ферросплавов,ельный экономиче Составитель Л.Прусс Техред Т.Маточка ЕоррекРедактор С.Юск А,Повх Заказ 3137/23 Тираж 568БНИИПИ Государственнопо делам изобретений113035, Москва, Ж,одписно комитета ССоткрытийаушская наб,4/5 Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная одержание анадия пе ед вводом еЧ (ковш. Из приведенных данных видно,что прииспользовании известного способа резко, возрастает расход ванадиевых легирую"щих материалов и затраты на них.Производство ванадиевой сталив дуговых печах таким способом по- . з волиния40диевызначиФект. использова и те ды вана что даст кий эф