Шихта для легирования стали

Союз СоветснмкСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕЕЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 870447Опубликовано 07,10,81. бюллетень М 37 ео делам изебретеиий и открытийДата опубликования описания 07.10.81 С, М, Белокуров, В. А. Старцев и В. В. Кр(72) Авторы изобретения ный научно-исследовательский инстигии тяжелогокий ордена Тринститут и нт и техно и Ураль и транспортного машудового Красного Знм. С. М. Кирова аявители) ШИХТА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛ Изобретени ного в стевой маркииз техничруб. носится к обла ко длагаемому сому решению, %: 59- 12- 22 це или ций то вест лавиковый шпат таллургии, в частности к производству вэлектропечах углеродистых низколегированных и легированных ниобийсодержащихсталей.Выплавка ниобийсодержаших конструкционных сталей в настоящее время постоянно увеличивается, Введение ниобия всталь способствует повышению ее прочностных, пластических и специальныхсвойств,Основная масса ниобийсодержаших сталей производится путем введения ниобияв металл из дорогостояйих феррониобияили ниобиевых лигатур,Известны составы шихты для легирования стали ниобием, состоящие из несколько более дешевого материала-пятиокиси ниобия и различных восстановителей: ферросилиция, силикокальция, алюминии11, 2, Однако, несмотря на некотороеснижение стоимости такого материала, оностается достаточно дорогим, Для сравнения приводим следующие данные: стои мость 1 кг ниобия, введен из феррониобия самой деш 4) составляет 14,3 руб., пятиокиси ниобия - 13,8Наиболее близким к пр ставу по своему техническ является следующий составПирохлоровый конУказанная шихта для легирования стали ниобием удовлетворяет требованиям, предъявляемым к легируюшим материалам используемым как для ковшевых добавок, так и для легирования в электропечи. Применение такой шихты экономически це лесообра:нее шихты 1, 2 ) . Стоимость1 кг ниобия, введенного в сталь из такой шихты, составляет 7,7 руб, Но в составе указанной шихты пригоден лишь ниобиевый (пирохлоровый) конпентрат с содер 87044750 жаиием пятиокиси ниобия 30 37% и неможет быть использован ниобиевый концентрат с более низким содержанием пятиокиси ниобия. Применение последнего всоставе известной шихты вследствие недостатка восстановителя и формирования шлака, не отвечающего требованию максиманого извлечения ниобия из сырья (см, ниже), приведет к понижению извлечения ниобия из шихты и непопаданию в заданныйхимический состав стали.Белью изобретения является снижениесебестоимости стали.Бель изобретения достигается тем,что в шихте для легирования стали, вклю 15чающей ниобийсодержащее сырье, восстановитедь, известь или известняк, в качестве ниобийсодержашего сырья используютниобиевые коцентраты с содержанием пятиокиси ниобия 8-28%, а шихта дополнительно содержит углеродсодержаший метенориал и компоненты взяты в следующемсоотношении, мас.%:Ниобиевый концентрат 60-80Восстановитель 6-1 2Углеродсодержаптий25материал (коксик илиуголь) 5-10Известь иди известняк Остальное.Ниобиевый концентрат (либо другиениобийсодержашие материалы) с содержанием пятиокиси ниобия 8-28% являетсяматериалом для легирования. Введениеуказанного ниобиевого концентрата нижеили выше указанных пределов не обеспечивает получения требуемого в стали содержания ниобия вследствие недостаткаили . перерасхода ниобия на легирование. Восстановитель (феррослиций, силикокальций или алюминий) вводится из 40расчета полного восстановления ниобияиэ используемого сырья.Известь вводится в количестве, необходимом для нейтрализации, образующейся в процессе восстановления двуокиси 45кремния или окиси алюминия, с целью формирования шлака с оптимальными физическими свойствами, который обеспечиваетмаксимальное извлечение ниобия из используемого сырья.Углеродсодержащий материал (коксик,уголь ) является дополнительным восстановителем и служит для образования карбидов ниобия, что способствует повышению усвоения ниобия сталью и более полному его восстановлению из сырья,Соотношение компонентов шихта выведено из следующих соображений. Исследованиями установлено, что наиболее благоприятное распределение ниобия междушлаком и металлом достигается при наведении известково-силикатных или известково-глиноземистых шлаков, обладаюшихоптимальными физическими свойствами:минимальной вязкостью и невысокой плавкостью. Поэтому известь или известняквводили с учетом формирования такого шлака,Количество восстановителя л углеродсодержащего материала в составе шихтыопределяется содержанием пятиокиси вконцентрате. Так, например, при содержании в концентрате 8% пятиокиси ниобиянеобходимо иметь в составе шихты 80%ниобиевого концентрата, 6% восстановителя, Ц% углеродсодержашего материала,известь - остальное.Таким образом, в составе шихты нижнему пределу содержания ниобиевого концентрата соответствует верхний пределсодержания восстановителя, а также углеродсодержащего материала, и наоборот.Шихта для легирования стали оптималь.ного состава была опробована при выплавке стали 20 ГфБЛ, содержащей 0,030,06% ниобия. Легирование стали осуществляли путем присадки смеси в электропечьв восстановительный период плавки, Раскод шикты 5 кгlт стали. В состав шикты было введено, мас.%:Ниобиевый концентрат,содержащий 15% пятиокисиниобия 72Восстановитель (ферросилиций, содержащий 46%кремния) 8Углередсодержащий материал (коксик) 6Известь ОстальноеДанные химического анализа полученной стали показали, что содержание ниобия составляет 0,052%, таким образом,усвоение. ниобия сталью составило 83%.Кроме того, были проведены четыреплавки стали с применением данной шихты (см, табл. 1), в которой содержаниениобиевого концентрата составляло,мас.%55 (плавка 231), 60 (плавка 242), 80(плавка 257), 84 (плавка 278).Таким образом, введение ниобиевогоконцентрата в шихту менее 60% и более80% не обеспечивает требуемого длястали 20 ГФБЛ содержания ниобия, которое должно составлять 0,03-0,06%.Качество металла, выплавленного сприменением данной шихты, не ниже, чемпри применении стандартного феррониобия6до 20 % пятиокиси ниоТаблица 1 Составы шихты для легирования стали и содержание ниобия в металле 27,2 12,5 0,022 0,0 5 ост. абли ца Механические св стали 20 ГфБ 12,6 6 4 6 ррониобий лавкам ) нее аПредлагаемаяшихта 5,8 4 4 2 оста альног стали) для ля легирования 60 4 6,2 6,0 ного состаавка %257) гра тал 5 8Использование для легирования сталь бедных ниобиевых концентратов позволит увеличить извлечение ниобия из руды всталь за счет исключения потерь при дальнейшем обогащении и, тем самым, снизить себестоимость выплавляемой стали. Так, например, при дальнейшем обогащении черновогониобиевогоконцентрата Белозиминского месторождения, содержащего в среднем 15% пятиокиси ниобия, безвозвратные потери по данным Гиредмета составляют около 20%. При получении бедного концентрата (данные Гиредмета), содержащего 12-16% ЙЬ, 0, вместо кондиционного, содержащего более 3 0% йЬ 0а Я 70447эКономитьсябия.Поскольку применение предлагаемойшихты для легирования стали предусмот 5 рено в электропечи, где имеются широкие возможности регулирования свойствшлаков, из состава смеси выведен дефи- .цитный и дорогой плавиковый шпет, чтотакже способствует повышению эффе.тив ности производства.Применение предлагаемой шихты длялегирования стали позволит получить годовой экономический эффект свьпне90000 руб; при производстве 30 тыс.тонн 15 стали в год,870447 Сосгавитель Л, МагаюноваРедактор Н, Аристова Техред А. Ач Корректор А. Ференц Закы 8678/53 Тисах; 6 Л . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дерлм изобретений и открытий 1.13035, 1 М: к.-,а,;К:-35, Раушская наб., д, 4/5Фнлрал ППП -Пате 1 -", г,. Ужгород, ул. Проектная, 4 Формула изобрет ения Шикта,для легирования стали, включающая ниобийсодержащее сырье, восстановитель, известь или известняк, о тлнчающаяся тем,что,сцелью снижения себестоимости стали, в качестве ннобийсодержащего сырья используют. ииобиевые концентраты с содержанием пятиокиси ниобия 8-28%, а шихта дополнистельно содержит углеродсодержашнй материал и компоненты взяты в следующем соотношении, %: Ниобиевый концентрат 60-80Восстановите ль 6-1 2Углеродсодержашийматериал 5-105 Известь или известняк ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР