Шихта для получения легирующего, раскисляющего и рафинирующего расплава

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 21 С 5/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССР У 506631, кл. С 21 С 5/54, 1975.Авторское свидетельство СССР В 438708, кл, С 21 С 5/54, 1974.(54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРУЮЩЕГОр РАСКИСПЯЮЩЕГО И РАФИНИРУЮЩЕГО РАСПЛАВА(57) Изобретение относится к горной металлургии и предназначено для обработки стали в ковше с целью легирования с одновременным раскислени-. ем и рафинированием .стали; Целью изобретения является повышение степени восстановления ванадия в сталь,повышение степени рафинирования стали и стабильности ее химическогосостава. Шихта имеет следующий состав, мас.Х: ванадийсодержащий шлак45-65; алюминий 9-14; плавиковыйшлат 4-7; известь остальное. Алюми"ний и ванадийсодержащий шлак используют в шихте в виде конгломерата иподдерживают в нем соотношение алюминия и ванадийсодержащего шлака,равным (1:3,5)-(1:5). Благодаряблизости удельных масс алюминия иванадийсодержащего шлака при подготовке конгломерата достигаетсяравномерное распределение включенийшлака в массе и на поверхности алюминия, При обработке стали в ковшеэто интенсифицирует протекание реак"ций восстановления окислов и повышает степень восстановления ванадияв сталь. 1 табл, 127504715 45-б 5 9-14 4-7 Остальное Известь Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для обработки сталей в ковше с целью их прямого легирования с, одновременнь:м раскислением и рафинированием.Целью изобретения является повышение степени восстановления вана" дня в сталь, повышение степени рафинирования стали и стабильности ее химического состава,Предлагаемая шихта для получения легирующего, раскисляющего и рафинирующего расплава содержит ванадийсодержащий шлак, плавиковый шпат, известь и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7:ВанадийсодержащийшлакАлюминийПлавиковый шпат При этом алюминия и ванадийсодержащий шлак берут в соотношении(1:3,5)-(1:5) и используют их в составе шихты для обработки стали в виде конгломерата,Сплавление алюминия и ванадийсодержащего шлака в конгломерат возможно различными способами.Алюминий вводится в шихту в количестве, достаточном как для восстановления окислов ванадийсодер жащего шлака, так и для конечногораскисления стали,Благодаря близости удельных весов алюминия и ванадийсодержащегошлака (2,7 и 2,5-2,7 г/см з, соответственно) при подготовке конгло"мерата достигается равномерноераспределение включений шлака вмассе и на поверхности алюминия,Обработка стали в ковше интенсифицирует протекание реакций восстановления окислов и повышает сте" пень восстановления ванадия в сталь.Интенсификация экзотермических процессов повьппает температуру металла, что способствует процессам коагулАции неметаллических включений и их быстрому всплыванию.По сравнению с применением известной шихты в предлагаемой ускоряются процессы плавления шихты и формирования жидкоподвижного шлака, увеличивается доля в шлаке окиси кальция и глинозема, что повьппает его рафинирующую способность как ЗО 35 45 50 55 за счет снижения вязкости, так и за счет улучшения сорбционных свойств,Образование глинозема непосредственно в стали за счет окисления алюминия шихты способствует более полному рафинированию стали благодаря ускоренной коагуляции неметаллических включений. Более полному рафинированию способствует и участие продуктов раскисления в формировании рафинировочного шлака, Применение алюминия одновременно в качестве восстановителя и раскислителя, а также вводего в шихту в виде конгломерата делают процесс легирования и раскисления более устойчивым. Повьппению стабильности процесса раскисления стали способствует и то, что при применении предлагаемой шихты операции прямого легирования и раскислепия металла совмещены во времени илокализованы в одном и том же объеме обрабатываемого металла. Все этоповьппает стабильность химического состава стали.Кроме того, повьппается степень восстановления ванадия и перехода его в сталь за счет повьппения термичности шихты. Это обусловлено как заменой кремния алюминием (термодинамический фактор), так и применением последнего в виде конгломерата, что улучшается условия контактирова" ния компонентов шихты в жидкой стали (кинетический фактор).Выбор пределов содержания компонентов шихты обусловлен следующим.Расход шихты определяется требованием ввода в металл заданного количества ванадия. Поэтому при уменьшении содержания ванадийсодержащего шлака в шихте расход ее требуется увеличивать. Однако при содержании шлака в шихте менее 45 мас,7, уменьшение общего количества выделяющегося тепла и увеличение количества флюсующих компонентов замедляют формирование рафиниравочного шлака и не способствуют очистке стали от вредных примесей. При количестве ванадий- содержащего шлака в шихте более 65 мас,7. рафинирующая способность образующегося рафинировочного шлака снижается за счет уменьшения его основности.При содержании алюминия в шихте менее 9 мас,Ж не достигается требуеВ случае применения известнойшихты для раскисления стали в ковш 15 дополнительно вводят алюминий. Расход шихты в обоих случаях определяют иэ условия ввода в сталь 0,107ванадия,з 12750 мая степень раскисления стали, а при содержании более )4 мас.7 возрастает опасность значительного локального разогрева и разбрызгивания металла и шлака, 5Необходимость поддержания соот,ношения между количеством алюминия в 1шихте и количеством ванадийсодержащего шлака в пределах (1: 3,5)- (1: 5) обусобусловлена тем, что алюминий пред назначается не только для восстановления окислов, но и для конечного раскисления стали, Последнее подразумевает получение в стали концентраций остаточного (растворенного) алюминия в пределах 0,015-0,0603. При соотношении количества алюминия и ванадийсодержащего шлака в конгломерате большем чем 1:3,5 концентрация остаточного алюминия превышает 20 допустимые значения, что снижает механические свойства стали (камне- видный излом)При соотношении количества алюминия в шихте меньшем чем 1:5 снижается степень восстанов ления ванадия и не достигаются требуемые концентрации растворенногов стали алюминия.Плавиковый шпат в количестве 47 мас,Х ускоряет экзотермические ре- З 0акции, понижает температуру началавзаимодействия, растворяет продуктывзаимодействия, способствует образованию жидкоподвижного шлака и повышает его сорбционную способность,Увеличение содержания плавиковогошпата (более 7 мас,7) в шихте ухудшает санитарно-гигиенические условия, а снижение его содержания вшлаке (менее 4 мас.Ж) не дает требуемого эффекта,Известь способствует образованиюшлака, приближающегося по составук известково"глиноэемистому, чтоспособствует эффективному рафиниро-,ванию стали,47 4П р и м е р, Сравнение показателей легирования и рафинирования стали при использовании предлагаемой шихты и известной проводят при выплавке стали 20 Г 1 ФЛ в 60-тонных мартеновских печах с основной футеровкой. Для этого в шихту предлагаемого состава и известную загружают на дно 30-тонного сталеразливочного ковша, после чего осуществляют выпуск стали в ковш. При использовании шихты предлагаемого состава конгломерат из вана-. дийсодержащего шлака и алюминия получают, загружая их на дно ковша и расплавляя алюминий при помощи газового факела.После эатвердевания алюминия в ковш загружают плавиковый шлат и из" весть, а затем осуществляют выпуск стали в ковш,Степень восстановления ванадия в сталь оценивают по количеству ванадия в готовой стали (ковшевая проба в середине разливки металла по формам).Степень рафинирования стали оценивают по содержанию серы, количеству оксидных неметаллических включений и по индексу загрязненности стали, Оксидные включения выделяют электролитическим растворением образцов стали по стандартной методике, а общий индекс загрязненности стали определяют методом Д по ГОСТ при увеличении 1 х 500.Результаты обработки стали приведены в таблице.1275047Шихта Состав щихти, мас.Ж еланьсетавленинадиястальК Кремний Содерха"ние оксиднъзх Ставень десульФурации,Общий индекс загрязненности стали неметаллическими вне" а" сонеметал"лическнхвключенийв стали,мас.й чехи Извес сред ний со+ став)ВЭ 0,0070 0,0 15 14,3 Предлагаемоее содерха". ние компонентов на уровне пределанищие го 5 9 9428 - 11 5 92 0,0058 15 0,0052 14 0,0048 12 0090 В,ОЭ среднег 0,08 хнего 6,011 Э верхнего бб 8 8 0,0064 009 51 Из приведе что использов го состава по позволяет увелистановления в92-973. Однося в сталь с0,00587 содер0,0115 до 0,0содержание одекс загрязн14,31 до 8,0фурации увел1573,нных данных следует, ание шихты предлагаемосравнению с известнойчить степень восанадия в сталь с 83 до ременно с этим снижает,0070 до 0,0048 жание кислорода и с 073-0,0090 снижается сидных включений Иннности снижаетсн с -9,3 б, а степень десуль чивается с 43 до 125 Дополнительно исследуют влияние соотношение алюминия и ванадийсодержащегошлака в конгломерате на показатели обработки стали и ее качество, Для этого используют предлагаемую шихту с содержанием компонентов на среднем уровне, Обнаружено, что увеличение количества алюминия. в конгломерате более, чем определено отношением 1:3,5, приводит к рез кому падению ударной вязкости стали Показателя ра 4 инирования стали при -бОС, При уменьшении количест 5ва алюминин в конгломерате (соотношение менее, чем 1:5) степень восстановления ванадия снижается до 853, аконцентрация растворенного в сталиалюминия практически равна нулю,Стабильность химического составастали по ванадию, кремнию и алюминию в сравниваемых вариантах оценивают по данным двух серий промышлен"5ных плавок (10 плавок в каждой серии). В случае г 1 рименения известной шихты среднеквадратические отклонения концентраций ванадия, кремния и алюминин составляют 0,01 б00,093 и 0,0087. соответственно, дляшихты предлагаемого состава 0,00 б,0,048 и 0,0027 соответственно, Сле"довательно, в последнем случае обеспечивается повышение стабильностихимического состава стали,Таким образом, использованиепредлагаемой шихты позволяет посравнению с известной повысить степень восстановления ванадия в сталь,Формула изобретения Шихта для получения легирующего, раскисляющего и рафинирующего .расплава, содержащая ванадийсодержащий Составитель К. Сорокин Редактор Н, Рогулич Техред М.Ходанич Корректор В, БутягаЗаказ 6536/21 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 повысить степень ее рафинирования истабильность химического состава.При этом отпадает необходимость вдополнительном проведении операцииконечного раскисления алюминием,устраняются также определенные трудности, связанные с таким раскислением, например нестабильное усвоениеалюминия при подаче его в виде чешуек на дно ковша или на струю металла, усложнение и удорожание прииспользовании различных способовпринудительного ввода алюминия всталь (в виде проволоки, на штанге и т,п,),1275047 8шлак, восстановитель, плавиковый,шлат и известь, о т л и ч а ю щ а -я с я тем, что, с целью повышениястепени восстановления ванадия всталь, повышения степени рафинирова"ния стали и стабильности ее химического состава, она содержит в качестве восстановителя алюминий приследующем соотношении компонентов,10 мас,Х: Ванадийсодержащийшлак 45-65 Алюминий 9-14 15 Плйвиковый шлат 4-7Известь Остальное .при этом алюминий и ванадийсодержащий шлак иопользуют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в нем 20 соотношение алюминия и ванадийсодержащего алака, равным (1;3,5)-(1:5).