Способ выплавки ванадийсодержащихсталей

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскмнСоциалистическихРеспублик ц,836122(22) Заявлено 14,09,79 (2 ) 2815947/22-02с присоединением заявки РЙ(51)М, Кл. С 21 С 5/52 Государственный комитет СССР по делам изабретениХ и открмтнХ( 54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОИЕРЖАШИХСТАЛЕЙ цяякарст т достато анадня из Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к способамвыплавки легированной инструментальнойванадийсодержащей стали в основных электросталеплавильных печах,По действующим ГОСТам н стандартам5содержание кремния и марганца в легированной инструментальной ванадийсодержашей стали не должно превышать 0,350,40% каждого из элементов 11.т 0Применяемый при выплавке этих. марокстали феррованадий является дефицитным,дорогостоящим ферросплавом и часто содержит повышенное количество марганцан кремния, что затрудняет получение стали с низким содержанием этих элементов.Известен способ выплавки ванаднйсодержащих сталей в электросталеплавильныхпечах, включающий наведение окислительного шлака ванадийсодержащям шлаком низвестью при соотношении (2-5)::1 весч, 21,Этот способ не обеспечиваечно высокой степени извлечения в его окислов и не может быть применендля получения стали с повьппенным (15%) содержанием ванадия, Кроме того,выплавка ванадийсодержащей стали с использованием этого способа характеризуется значительной продолжительностью иповйшенными энергозатратамн.Известен также способ выплавки стали,содержащей ванадий, заключающийся вовведении в расплав концентра:ов из окислов ванадия в смеси с ферросилицием,алюминием, карбидом кальция и кокснком ГЗ,Присутствие в смеси кроме ферроснлясильных раскислителей (алюминия нбнда кальция) приводит к нолученнюали с повышенным содержанием кремния,а также марганца, содержащегося в ванаднйсодержащих концентратах. По этой причине способ не может быть использовандля выплавки ванадийсодержащей стали сограниченным содержанием марганца нкремния, например легированной инструментальной стали. Присутствие в смеси3 8 йМ коксика еще более затрудняет получение стали с низкой концентрацией кремния и марганца.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки ванадийсодержащих сталей, заключающийся в проплавлении шихты, проведении окислительного и восстановительного периодов, раскислении алюминием и сипикокальцием 10 с использованием для легирования стали ванадием ванадиевого конвертерного шлака, вводимого в восстановительный период цосле восстановления кремния совместно с восстановителями и легиоующими, со : стоящими иэ конверторного шлака, дробленого ферромарганца или силикомарганца, алюминиевого порошка или крупки, известняка или извести в следующем соотно,шении, килограмм на 1 т металлозавалки: 20 конвертерный шлак 10-20; ферромарганец или силикомарганец 5-15; алюминий 0,11,0; известняк (известь) 1-3 4 1.Наличие кремния в металле перед вводом в него воссгановительно-пегирующей 25 смеси, а также присутствие в смеси крем. цемарганцевых материалов и алюминия,еспечивая достаточно эффективное иэвлеение ванадия из шлака э металл, пракгиески исключают возможность получения30 легированной инструментальной стали снизким содержанием марганца и кремния.Присадка окислов ванадия в восстановиельный шлак, количество которого составяет обычно 4-7% от веса металла, снижает концентрацию окислов ванадия70) в шлаке,. что приводит к уменьшению скорости восстановительных процессов. Кроме того, известный способ может быть осуществлен только в электропечах с кислой футеровкой.Целью изобретения является снижениесодержания кремния и марганца в стали,интенсификация процесса восстановленияванадия из его окислов и экономия ферросплавов.Ыель достигается тем, что по способувыплавки ванадийсодержащих сталей в элекгросталеплавильных печах, вкгпочающему тпроплавление шихгы, провед ение скислительного и восстановительного периодов,раскисление алюминием и силикокальциемс использованием для легирования сталиванадием легирующе-восстановительнойСМЕСИ, СОСГОящЕй ИЭ ОКИСЛОВ Ваиадняи 55дробленого восстановителя и извести, окисашельный период проводят до полученияв металле 0,15-0,25% углерода, а перед 22 4присадкой легирующе-восстановительной смеси производят полное скачивание восстановительного шлака и вводят легирующе-восстановительную смесь, состоящую из окислов ванадия, 75%-ного ферросилиция и извести, скачиваюг образовавшийся шлак, вводят в металл окисные соединения вольфрама и молибдена в стехиометрическом соотношении к содержанию кремния в металле и известь, наугпероживают металл и производят его окончательное легирование.Обеэуглероживание металла в окиспительный период производят до 0,15-0,25% углерода. Низкое содержание углерода создает благоприятные условия для удаления иэ металла кремния в период ввода в него окисных соединений вольфрама и молибдена, так как высокое содержание углерода в инструментальной стали (до 2,2% в стали. марки Х 12 ВМ, ГОСТ 5950- 73) затрудняет окисление кремния.При содержании углерода в металле менее 0,15% резко возрастает его окисленность, что затрудняет извлечение ванадия из его окислов в период присадки легирующе-восстановительной смеси. При содержании углерода более 0,25% ухудшаются условия окисления кремния кислородом окисных соединений вольфрама и молибдена.Полное скачивание основного восстановительного шлака обеспечивает получение после присадки восстановительно-легирующей смеси (окислов ванадия, 75%-ного ферросилиция и извесТи) высокого содер жания пятиокиси ванадия в шлаке, интенсивное восстановление ванадия кремнием находящегося в шлаке порошка ферросилиция и формирование жидкоподвижного (за счет добавок извести) кислого шлака после извлечения ванадия из его окислов. Наличие кислого шлака позволяет достаточно полно удалить марганец из металла благодаря образованию силикатов марганца,Лля предотвращения возможности восстановления марганца в последующие периоды плавки (в частности, в периоды наугпероживания и раскисления алюминием и силикокальцием) шлак после полного извлечения иэ него ванадия полностью скачиваюг. Металл после скачивания кислого шлака содержит повышенное количество кремния, так как ферросилиций для боле полного восстановления ванадия из его окислов вводят в избытке.5 8 М 1Для окисления кремния металл обрабп=тывают окисными соединейиями вольфрамаи молибдена, вводя их в стехиометрическом соотношении к суммарному содержанию кремния в металле. Вольфрам и молибден обладают значительной восстановимостью и при низком содержании углерода,в металла их окислы достаточно полно окисляют кремний, результатом чегоявляется частичное предварительное легирование металла вольфрамом и молибденом и экономия ферросплавов. В результате;восстановления вольфрама и молиб дена в печи образуется шлак, состоящийв основном из кремнезема. Присадка извести связывает кремнезем с окисью кальция, что способствует более полному удалению кремния и.повышает стойкость основной футеровки.Науглероживание металла (с учетом 20углерода, который вносится с ферросплавами) производят для получения марочного содержания углерода в стали, Ферросплавы вводят для окончательного легирования стали вольфрамом и молибденом, атакже хромом, кобальтом и другими элементами,Пример осуществления способа.Выплавку.штамповой стали для холодного деформирования марки 8 ХВЗМЗФ 2, З 0содержащей,%: 0,75-0,85 С; 0,15-0,40М 1 ц 0,15 - 0,40 Я; 3 5-4 5 С2 53,2 Ю; 2,5-3,0 Мо и 1,9-2,5 Ч, проводят в 20 тонной основной электросталеплавильной печи. Шихтовку плавки производят иэ расчета получения в металле порасплавлении 0,5-0,6% углерода,Окислительный период проводят .до получения в металле 0,2% углерода при1600 С. Восстановительный период проо 40водят до получения в металле содержаниясеры не более 0,015%.Производят. полное скачивание. восстановительного шлака и присаживают легирующе-восстановительную смесь сосгоя 45щую из 1,15 т технической пятиокиси ванадйя (80% М 05, 12% ГеО, 8% Мко),0,7 т порошка 75%-ного ферросилиция и0,6 т извести. Присадку смеси производят порциями в 3- 4 приема, не допус-50кая,снижения температуры металла менее1580 С,После извлечения ванадия из шлака(содержание ЧОв шлаке не более0,3%) проводят полное скачиванке кисло 55го шлака с отношением СаО/ 810 к=щ 0,7,С этим шлаком удаляется 80-90% марганца, содержащегося в металле, Металл 22 6после окачивания шлака содержит 0,15%МИ и 0,6% Я . После этого на зеркалометалла присаживаюг 0,55 т вольфрамитового концентрата (л 700), 0,6 тизвести и производят науглероживание ме"галла до 0,4% путем вдувания в ваннупсрошкообразного карбонизатора.Окончательное легирование стали осуществляют путем ввода в металл 1,1 т70%-ного углеродистого феррохрома(7% С), 0,2 т 70%-ного ферровольфрамаи 1 т 50%-ного ферромолибдена. Металлперед выпуском содержит,% 0,8 С;0,05 9, 0,10 МИ; 3,9 С 1"; 2,9 Ж2,5 Мои 2,4 М,Окончательную корректировку химического состава металла, а также раскисление алюминием и силикокальцием произ-.водят в процессе выпуска плавки на желобе и в ковше,Применение предпагаемого способанаиболее перспективно в элекгросталеплавильных цехах, специализирующихся навыплавке сложнолегированных инструмен твльных ванадийсодержащих сталей с низким содержанием марганца и кремния,Формула изобретенкя Способ выплавки ванадийсодержащихсталей, включающий проплавление шихгы,промдение окислительного и восстановительного периодов, раскисление алюминиеми силикокальцием с использованием длялегирования стали ванадием легирующевосстановительной смеси, состоящей иэокислов ванадия, дробленого восстановителя и извести, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения содержаниякремния и марганца в стали, интенсификации процесса восстановления ванадия кзегоэкислов и экономии ферросплавов,)окислительный период проводят до получения в металле 0,15-0,25% углерода, перед присадкой легирующе-восстановитель-ной смеси производят полное скачиваниеФвосстановительного шлака к вводят легк,рующе-восстановительную смесь, состоящую иэ окислов ванадия, 75%-ного ферро"силиция и извести, скачиваюг обраэовавшкйся шпак, входят в металл окксные соединения вольфрама и молибдена в сгехкометрическом соотношении к содержаниюкремния в металле и известь, науглерожквают металл и производят его окончательноедегирование.Источники информации,принятые во внимание при экспертизейМ 122 81, Инструментальные стали, Справоч, Патент Г 1 НР Мо 91454,ник. М., фМеталлургия", 1977, с. 17-159. кл, С 22 С 38/06, 1977,2. Авторское свидетельство СССР 4. Авторское свидетельство СССРМо 285822, кл, С 21 С 5/52, 1978, М 605839, кл, С 21 С 5/52, 1978.Составитель Л. БаркевичРедактор Г. Юрчиковй Техред З.фанта Корректор С. Шекмар3 ЮВВЗаказ 2836/12 Тираж 618 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий.113035, Москва, ЖЭ 5, Раушская наб;, д; 4/б35 Вфилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4