Шихта для получения синтетического шлака

09 ЗИЮ С 21 5 4 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН двтддснами дддддтвъдтв ржащ о т материал и ч а ю глиноземсо становител с целью повышени прочностных свойс тали, она дополнит опаритовый концент м соотношении ингр В 34В.Г. КузнецоАртемьев.32 (56 У 5 видетельство ССС 27/00, 1977. етельство СССР 554, 1971, Глиноземсодержащий материалВосстановительЛопаритовый 401 О 3 54)(57) ШИХТА ДЛЯ ИЧЕСКОГО ИШАКА, в ОЛУЧЕНИЯ СИНТЕ- ючающая известь концентраИзвесть Остальное(21) (22) (46) (72) В.И. (53) 3646669/22-0223.09.8315.09.84, БюлВ.Д. Поздеев,Сулацков и Г.669.18.046,5588.8)1. Авторское072, кл. В 22Авторское св243, кл. С 21 и восщаяспластив полульно соат при диентов,Изобретение относится к металлургии железа, точнее к способам полу-,чения шлаков специального состава,и предназначено для использованияпри производстве сталей путем смешивания жидкой стали-заготовки, по"лучаемой в одном плавильном агрегате,с раскисляющим и легирующим сплавом,получаемым совместно с синтетическимшпаком в другом плавильном агрегате,Известна шихта для получениясинтетического шлака, содержащаядоменный шлак, шлак феррохромовогопроизводства и восстановитель 1 . 15Однако получаемые с применениемэтой шихты стали имеют низкие пока.затели прочности и пластичности.Например, для стали марки ЗОХГСАпРедел пРочности (бт ) достигает 20900 ИПа/мм, относительное удлинение (8 ) - не более 8,0%, относительное сужение) - не более 12%и ударная вязкость (КСЧ) не более150 кДж/м25Объясняется это тем, что получаемые из этой шихты шлаки обладают недостаточной рафинирующей способностью, так как использование углеродистого восстановителя вызываетвспенивание шпака в процессе смешения жидкой стали-заготовки с раскисляющим и легирующнм сплавом.Наиболее близкой к предлагаемойпо составу и достигаемому эффектуявляется шихта для получения синтетического шлака 2, включающая известь, глиноземсодержащий материал,отвальный сталеплавильный шлак ивосстановитель при следующем соот-.ношении ингредиентов, мас.%:Глиноземсодержащий материал. 20-40Известь 1-40Восстановитель 0,5.-10Отвальный сталеплавильный шлак ОстальноеПрименение синтетического шлака,полученного из известной шихты, позволяет избежать вспенивание шлака,так как в качестве восстановителявзамен углеродистого может быть использован кремний в количестве 1-5%или алюминий в количестве 0,5-1,0%,Получаемые с применением известной, шихты стали имеют более высокие показатели прочности и пластичности вследствие повышения десульфурирующейспособности синтетического шлака(степень десульфурации равна 40"50%). Например, для марки стали ЗОХГСА предел прочности достигает 1190 ИПа/мм, предел текучести - 1100 ИПа/мм, относительное удлинение 15,5%, относительное сужение - 50%, ударная вязкость - ббО кДж/м. Однако в связи с постоянно возрастающими требованиями, предъявляемыми к сталям, применяемым для изготовления деталей от)ветственного назначения, такие показатели механических свойств являются недостаточными.Цель изобретения - повышение пластических и прочностных свойств получаемой стали.Поставленная цель достигается тем, что шихта для получения синтетического шлака, включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, дополнительно содержит лопаритовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Глиноземсодержащий материал 20-40Восстановитель 5-10Лопаритовыйконцентрат 1-5Известь ОстальноеЛопаритовый концентрат имеет следующий химический состав, мас.%: окись титана 39,2-40; окислы редкоземельных элементов (церия, ланта" на) 32-34; окислы ниобия, тантала 8-10; окись кальция 4,2-5,2; окись натрия 7,8"9,0.Введение лопаритового концентрата позволяет повысить десульфурирующую способность получаемого из шихты шлака за счет наличия в нем редкоземельных металлов, натрия, а таке измельчить структуру кристаллизующего металла за счет обработки его танталом и ниобием, восстанавливающихся из шлака.1Введение в состав шихты более 5% лопаритового концентрата ухудшает пластические свойства стали. Объяс- . няется это тем, что в стали повышается содержание нитридов тантала, ниобня и титана, а также их карбидов, снижающих пластические свойства стали.Введение в состав шихты менее 1% лопаритового концентрата не приводит к повышению пластических и прочностных свойств, так как не наблюдается эффекта модифицирования стали и по1113418 1ниобия тантала 0,03; окись марганца 0,3; окислы редкоземельныхметаллов 0,361 окись титана 0,42;окись натрия 0,1.Химический состав жидкой лигатурыпосле выпуска следующий, мас.Е: углерод 2,121 марганец 10,82; хром10,37; кремний 11,871 РЗМ 0,051ниобий, тантал 0,0071 титан 0,08,10 железо остальное.В мартеновском металле передвыпуском содержится, мас.7.: углерод О, 17; марганец 0,29; кремний О, 18хром О, 15; сера 0,026; фосфор 0,0111молибден 0,01; никель 0,23; медь 0,17железо остальное,После обработки ее синтетическимшлаком и жидким сплавом получаютсталь, удовлетворяющую ГОСТ 4543-7120 и имеющую следующий химический .состав, мас,7; углерод 0,3 1; марганец0,99; кремний 0,98, хром 0,85;сера 0,0121 Фосфор 0,012; молибденв. 0,01; никель О, 221 медь О, 16 титан25 0,005 РЗМ 0,004: железо остальное.Проводят плавки с применениемшихты остальных Четырех составовсостав 1 - плавка У Н 2-8760,состав 3 - плавка В Н 3-6823,состав 4 - плавка И Н 5-1624,состав 5 - плавка й Н 3-6918.Данные по механическим свойствам и степени десульфурации сталиЗОХГСА с применением различных составов шихты представлены в табл. 3.Применение предлагаемой шихтыдля получения синтетического шлака(составы 1-3) повышает прочностныеи пластические характеристики стали(плавки Н 2-8760, Н 2-9583, НЗ)по сравнению со сталью, полученнойс применением известной шихты. В табл. 2 приведен химический состав лонаритового концентрата для соответствуппцих составов шихты.Составы шихты отрабатываются при получении кремний-хром-марганец- содержащих сталей. При приготовлении шихты все ингредиенты равномерно перемешивают и затем подают в печь для шлакообразования.П р и м е р. Получение кремний- -хром-марганецсодержащей стали ЗОХГСА с применением предлагаемой шихты состава 2 (табл. 1).Мартеновская сталь-заготовка (пла ка Н 2-9583) выплавляется в основной мартеновской печи емкостью 70 т согласно существующей на предприятии технологии, Жидкий сплав и синтетический шлак готовят в 12-тонной электропечи. При выплавке сплава в печь подают,кг: отходы углеродистой стали 2000; ферромарганец "МН" 680; Феррохром марки "ФХ 800" 680; ферросилиций 453-ный 1450. Всего 4810 кг.С целью снижения окисления составляющих сплава,в электропечь во время плавления подсаживают 300 кг извести.После расплавления шихты в электропечи начинают наводить синтетический шлак. Для шлакообразования в печь подают материалы в соответствии с заданной шихтой состава 2 в количестве 2500 кг (с учетом извести, данной в плавление). Полученный синтетический шлак имеет следующий химический состав, мас,Ж: ,окись кальция 47,3; глинозем 34,3;1 окись магния 8,44; окись кремния 8,5; закись железа 0,35; окислы 3вышения десульфурирующей способности шлака.При разработке предлагаемой шихты приготовлено несколько составов смесей, приведенных в табл. 1, где составы 1-3 - предлагаемые, составы 4 и 5 - с содержанием лопаритового концентрата ниже нижнего и вьппе верхнего предлагаемых пределов. Применение предлагаемой шихты4 для получения синтетического шлакапо сравнению с известной позволяетповысить относительное удлинениена 120-1603, ударную вязкость - на33-703 относительное сужение - на1113418 Т а блица 1 Содержание ингредиентов, мас.Х/кг Общийвесшихты, кг Составшихты Известь ГлиноземВосстановитель Лопаритовый концентрат содержащий материал 1 20/550 5/137,5 65/1787,561/152554/135059/ 118059,5/1868 2750 2/50 2500 2500 0,5/10 2000 5,5/173 10,0/314 3140 Таблица 2 Содержание ингредиентов, мас.7. Состав шихты Окисьтитана Окислы Окислы ОкисьРЗМ ниобия кальциятантала Окись натрия 4,1 8,0 17,4 32,3 39,2 8,6 12,9 40,0 33,2 5,3 34,0 4,8 11,8 10;1 39,3 9,8 11,4 4,4 33,6 9,2 13;0 4,9 32 4 40,5 Таблица 3 Механические свойства Степеньдесульфурации,Х Состав шихты Плавка,В