Шихта для получения синтетического шлака

(51) С 21 С 5/54 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 54)(57) ШИХТАИЧЕСКОГО ШЛАКА.8)идетельство СС5/54, 1974.етельство СССР5/54, 1976.етельство СССР5/54, 1970УЧЕНИЯ СИНТЕ- чающая известь, териал,и восстаю щ а я с я ппения прочностойств обрабатыолнительно содующем соотношеглиноземсодержащии мановитель, о т л и ч атем, что, с целью повных и пластических свваемой стали, она допдержит циркон при слении компонентов, масГлиноземсодержащиматериалЦирконВосстановительИзвестьПрименение синтетического шлака, полученного из известной шихты, позволяет избежать вспенивания шлака,50 так как в качестве восстановителя взамен углеродистого материала используют кремний или алюминий 3 . Однако стоимость стали, содержа щей цирконий, обработанной синтетическим шпаком, полученным из известной шихты, остается на высоком уровИзобретение относится к металлургии, конкретно к способам полу"енияшлаков определенного состава, и предназначено для использования при производстве высококачественных марок стали путем смешения жидкой заготовкиполупродукта с раскисляющим и легирующим сплавом, полученном в одномплавильном агрегате совместно с синтетическим шлаком. 10Известна шлакообразующая смесь,содержащая, мас. ; обожженная известь 49-56, катализатор К40-50,плавиковый шпат 1-4.Использование шпака,приготовлен"ного из указанной смеси для обработкижидкого металла, позволяет повыситьстепень десульфурации стали И .Однако применение такой стали приобработке высококачественных сталей 20не дает возможности существенно повысить ее прочностные или пластическиесвойства,Известна также шихта для получениясинтетического шлака, содержащая известь 30-503, катализатор К20-407и белый шлак алюминиевого производства - остальное 2.Недостатком этой шихты являетсяотсутствие в ее составе восстановителя, что не позволяет использоватьее при получении высококачественныхсталей, модифицированных цирконием,В этом случае в раскисляющий и легирующий сплав вводят модифицирующие35добавки, например силикоцирконий,что повышает ее себестоимость.Наиболее близкой к изобретению посоставу и достигаемому эффекту является шихта для получения синтетического шлака следующего состава, мас.7:ГлиноземсодержащийматериалИзвестьВосстановительОтвальный сталеплавильный шлак Остальное не из-за необходимости использованияцирконийсодержащих лигатур.Кроме того, десульфурирующая способность шлака, получаемого на основеэтой шихты, низка (степень десульфурации не превышает 407), что объясняется повышением содержания серы в отвальном сталеплавильном шпаке, что,в свою очередь, понижает механические характерйстики обрабатываемыхэтим шлаком сталей.Целью изобретения является повышение прочностных и пластическихсвойств обрабатываемой стали,Цель достигается тем, что шихтадля получения синтетического шлака,включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, содержит циркон при следующем соотношении компонентов, мас.Я:Глиноземсодержащийматериал 5-20Циркон 5-15Восстановитель 10-30Известь ОстальноеЦиркон имеет следующий химическийсостав, мас.7.; Ег 02 55-60; 510 3540, окисные примеси остальное.Восстановленный цирконий являетсяне только модификатором, способствующим улучшению структуры стали, получению глобулярных включений, нотакже энергичным раскислителем. Кроме того, цирконий связывает в прочные соединения азот и серу, устраняяих вредное влияние на качество металла.Расход .восстановителя, в качествекоторого могут быть использованыалюминий или кремний, определяется расходом циркона, пределы содержания глиноземсодержащего материала и извести основаны на получениишлака с пониженными температурами плавления, т. е. расход циркона определяетих пределы.Введение в состав шихты менее5 мас.7 циркона позволяет получитьв готовой стали менее 0,05 мас.7 циркония, что не обеспечивает эффектмодифицирования и не приводит к повышению прочностных и пластическихсвойств стали,Введение в состав шихты более 15 мас.7 циркона приводит к увеличению содержания в шлаке кремнезема, что понижает десульфурирующую способность шлака, и в конечном итоге,ухудшает прочностные и пластическиехарактеристики стали,Примеры промышленного опробованияпредлагаемой шихты,При разработке шихты для синтетического шпака опробовано пять составов (табл. 1) . Составы 1-3 - предлагаемые, 4 - ниже нижнего предела,5 - выше верхнего предела по содержанию циркона; 6 - известный,0Составы шихты использованы для получения синтетического шпака при выплавке высокопрочной стали марки12 Х 2 Н 4 А. При приготовлении шихты всекомпоненты равномерно перемешивали и 15затем загружали в дуговую электропечьДСПдля шлакообразования. Нижеприведен пример получения стали марки12 Х 2 Н 4 А с применением предлагаемойшихты состава 1. Заготовка-полупродукт 20(плавка Н 2-9233) выплавлялась в,основной мартеновской печи емкостью 70 т,согласно существующей на предприятиитехнологии. Жидкий легирующий сплави синтетический шлак приготовляли в 25дуговой электропечи.При выплавке сплава в печь дают отходы углеродистой стали 2590 кг, ферросилиция 453 -ного ФС560 кг, феррохрома марки ФХ1200 кг. 30Во избежание окисления составляющих шихты в печь во время плавления загрузили 500 кг извести, После расплавления шихты в электропечи начали наводить синтетический шлак, Для шпакообразования в печь загружена шихта состава 1 в количестве 5000 кг. Полученный синтетический шлак имел следующий химический состав, мас.Х: СаО 57,15 ЯО 7,87 40 М 80 5,29, А 1.0 28,76; Ег 02 0,53, ТО 0,15, РеО 0,25.Химический состав жидкой лигатуры после выпуска из электропечи следующий, мас.7: С 0,60; Мп 2,3; 81 5,2 Сг 21,0; 2 г 1,5; Ре остальное.Химический состав заготовки-полупродукта металпа перед выпуском мартеновской печи следующий, мас.7.:С О, 10, Мп 0,35; Вз. О, 10; Р 0,009,Б 0,026, Сг О, 15, Ид 3,65, Ре остальное.После выпуска заготовки-полупродукта и обработки ее синтетическим шпаком и жидким легирующим сплавом получена сталь, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 4543-71 и имеющая химический состав, мас.7: С 0,13 Мп 0,45Бд 0,35, Р 0,013 8 0,012 ф Сг 1,47Юд 3,55; Ег 0,14; Си 0,21 остальное.Для сравнения выплавлены две плавки стали. марки 12 Х 2 Н 4 А с применениемизвестной шихты. При этом плавкаН 5-1948 проведена с загрузкой в сплавсиликоциркония в количестве 1,5 мас.й.Кроме того, выплавлены плавки с применением шихты состава 2 и 3 (Н 5-2118и Н 6-1946), Также выплавлены плавкис.применением шихты состава 4 (плавка Н 3-7133) и шихты состава 5 (плавкаВ 43-7157) с содержанием циркона вшихте 3 и 18 мас.7 соответственно.Данные по составам использованнойшихты и механическим свойствам полученной стали представлены в табл. 2и 3.Как видно из табл. 1-3 применениепредлагаемой шихты для получения синтетического шлака (плавки Н 2-9233,Н 5-2118, Нб) позволяет увеличить уровень прочностных и пластических свойств высокопрочной стали в сравнекии с использованием известной шихты (плавка Н 5-1812),Использование в составе шихты длясинтетического шлака циркона позволя-ет снизить себестоимость стали, модифицированной цирконием.Применение предлагаемой шихты дляполучения синтетического шлака позволяет использовать циркон вместо болеедорогого силикоциркония.Экономическая эффективность использования предлагаемой шихты составляет порядка 1,5 руб. на тонну обрабатываемой стали.1104164 ТаблицаСодержание компонентов, мас.7/кг Состав Восстанови- Известь,тель (ферросилицийФС) Общийвесшихты,кг Отвальный Циркон Глиноземсодержащий материал стал еплавильный шлак 458"2900 5000 12/600 10/500 15/780 5200 5/260 5/240 4800 20/96020/1.020 5100 3/170 5200 18/930 5/260 35/1835 5100 5/205 30/1530 Таблица 2 Состав Номерплавки Вес Степень шихты,кг есульурации,7 Циркон Глиноземсодержащийматериал Восстановитель Отвальный ста звесть л еплавильныйшлак Н 2-9233 5000 12 10 58 20 53,50 10 52,3 63 16 46,4 8 30 43,2 30 35 51,7 Н 5-2118 5200 5 Н 5-1946 4800 20 Н 3-7131 5100 18 НЗ52005 Н 5-1812 5100 30 20/1000 30/1560 10/480 10/510 30/1560 Состав шихты, мас.й 50/2600 65/3 120 67/3400 47/2450 30/15301104164 Таблица 3 Номерплавки Механические свойства стали 12 Х 2 Н 4 А бт, МПА бв, МПА О ну Щм 2. 61,3 1,51 Н 5-1946 1176 1,42 13,0 58,4 1107 1226 НЗ13,1 1245 1,44123 НЗ1,37 1205 12,8 55,8 Н 5-1812 Составитель О. Веретенников Техред М.Гергель Корректор О. Билак Редактор Н. Джуган Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 5167/18 Филиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. Проектная, 4