Способ производства ванадийсодержащей стали

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21 С 552 51) ПАТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Е ИЗОБРЕТ Ия АТЕНТУ(57) Сущность изобретения: способ включает завалку шихты, плавление, окисление расплава, скачивание окислительного шлака, легировэние стали путем присадки материала с окислами ванадия в количестве 10-50 кг/т и последующим восстановлением ванадия из окислов с помощью восстановителя. После скачивания окислительного печного шлака на зеркале металла наводят шлак путем присадки шамотного боя, извести и плавикового шпата в соотношении 6:3:1, а в качестве материала с окислами ванадия используют зольнье отходы ГРЭС, причем отношение масс наводимого шлака и зольных отходов ГРЭС составляет 0,3-0,5, После выдержки 3 - 5 мин в печь вводят восстэновитель. 3 табл,СО путем, после скачивания окислительного печного шлака на зеркале металла наводят шлак путем присадки шамотного боя, извести и плавикового шпата в количестве 5-15 кг/т с соотношением масс 6:3:1, рассредоточено присаживают зольные отходы ГРЭС и после выдержки 3-5 мин в печь вводят восстановитель, Отношение массы наводимого шлака из шамотного боя, извести и плавикового шпата и зольных отходов составляет 0,3-0,5,Сущность предлагаемого способа заключается в следующем: после проведения окислительного периода плавки производят скачивание окислительного печного шлака, металл раскисляют Ферросилицием из условия получения в металле 0,15; Я и присаживают шамотный бой, известь и(73) Донецкий металлургический завод(56) Авторское свидетельство СССРМ 1122731, кл. С 21 С 35/00, 1984.Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ Изобретение относится к производству черных металлов, в частности к выплавке качественных сталей в электропечах.Целью изобретения явлются улучшениекачественных показателей (снижение загрязненности стали сульФидными неметаллическими включениями, повышение механических свойств) и снижение затрат на легирование.Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем завалку шихты, плавление, окисление расплава,скачивание окислительного шлака, легирование стал путем присадки вцсокосернистых ванадийсодержащих зольных отходов ГРЭС в количестве 10-50 кг/т и последующим восстановлением ванадия из высокосернистых ванадийсодержащих зольных отходов ГРЭС Ж 1836441 АЗ.наводки шлака с низкой основностью, который будет существенно препятствовать переходу серы в металл в момент присадки ивыдеркки в печи высокосернистых эольных.отходов ГРЭС.С учетом того; что в эольных отходахГРЭС сера находися в сульфатном состоянии в соединениях с ванадием, железом иникелее) при нагреве эольных отходов до "0температурь свйше 900"С й последующемих плавлении сера удаляется в газовую Фазу. Улучшение условий удаления серы в газовую фазу и восстановления ванадияспособствует также рассредоточенная присадка в печь зольных отходов,Соотношение 6:3:1 совместно с кремнеземом, обеспечивает получение шлака с основностью 0,5-0,8 и с вязкостью 0,5 Пз,которая не препятствует переходу в металл 20восстанавливающих корольков ванадия.При изменении соотношения в сторону увеличения основности шлака выше 0;8 наблюдается переход серы в металл в результатеповышения ее активности, а при изменении 25соотношения в сторону уменьшения основности менее 0,5 увеличивается вязкость образующегося шлака до 1,5-2,0 Пз, врезультате чего в нем запутываются корольки лигатуры и уменьшается степень ее усвоения,Соотношение 0,3-0,5 регламентируетмассу шлака и зольных отходов, посколькудаже при благоприятных физико-химических свойствах шлака (основности 0,5-0,8) 35.увеличение массы присаживаемой золы соотношение 0,3) приведет к насыщению металла серой, т,к, шлак не обеспечиваетзащитной роли, а при увеличении массышлака (соотношение больше 0,5) ухудшает 40процесс перехода корольков ванадиевогосплава, т.к. он запутывается в его большеймассе.Количество зольных отходов ГРЭС 1050) кг/т выбирается из условия введения в 45сталь ванадия в количестве 0,15-0,85%,Расход зольных отходов ГРЭС 10 кгlтпри 80% усвоения обеспечивает введение всталь 12 Х 1 МФ (ТУ 14-1-1529-84) не менее0,150 ванадия, а расход зольных отходов 50 50кг/т позволяет ввести в сталь ЭИ-ПВТУ-14-86) 0,85% ванадия.Уменьшение зольных отходов менее 10кг/т) или их увеличение более 50 кг/т приводитк браку по химсоставу (в первом случае вана- Б 5дий-ниже 0,15%, а;во втором-выше 0,85%),Количество восстановителя алюминиевый порошок, Ферросилиций, силикокальций, отсев алюминиевой стружки)выбирается из условия полного восстановления ванадия из его окислов, которое на 10 ф должно превышать стехиометрическое соотношение в реакции восстановления окислов ванадия указанными восстановителями,Соотношение 1,5;1 соответствует составу 60 озольных отходов ГРЭС и 40% отсевов алюминиевой стружки, а соотношение 3:1 соответствует 80 озольных отходов ГРЭС и 20% алюминиевого порошка.При использовании в качестве восстановителя ферросилиция или силикокальция соотношение будет иметь промежуточные между 1,5 и 3,0 значение При изменении соотношения, напримео, уменьшении ал;и- миниевого порошка менее 20% и отсеков алюминиевой стружки менее 40 оснижается степень восстановления ванадия из его окислов, а увеличение расхода алюминиевого порошка более 200 и отсевов алюминиевой стружки более 40% нецелесообразно, т.к. зто не приводит к дальнейшему увеличению степени восстановления ванадия.Отношение масс наводимого шлака (из шамотного боя, извести и плавикового шпата) и зольных отходов ГРЭС 0,3-0,5 определено из условия эффективной защиты металла от перехода в него серы иэ зольных отходов. При расходе зольных отходов ГРЭС 10 кг/т масса наводимого шлака должна быть 5 кг/т (соотношение 0,5), а при расходе зольных отходов ГРЭС 50 кг/т масса,наводимого шлака должна составлять 15 кг/т (отношение 0,3),При отношении меньшим 0,3 не обеспечивается необходимая защита металла от перехода в него серы иэ зольных отходов часть серы переходит в металл, а увеличение отношения более 0,5 ухудшает условия шлакообразования,Время выдержки зольных отходов в печи до ввода восстановителя 3-5 мин определено иэ условия эффективного удаления серы из эольных отходов. При выдержке менее 3 мин не обеспечиваются условия для полного удаления серы и зольных отходов часть серы остается в золе), а увеличение времени выдержки более 5 мин ухудшает условия шлакообразования из-эа спекания золы.Таким образом, наличие заявляемых отличительных признаков: после скачивания окислительного печного шлака на зеркало металла наводят шлак, путем присадки шамотнво боя, извести и плавикового шпата в количественном соотношении к зольным отходам 0,3-0,5 и соотношением масс шлаковых компонентов 6:3:1, а в качестве материала с окислами ванадия используются эольные отходи ГРЭС, причем выдержка1836441 Таблица 1 Экспериментальные данные по выбору параметров технологии легирования стали вэнадием Расход наво- Основность димого шла- наводимого Массовая доля компонентов наводимогошлака, кг/т соотношение компонентов Номер плавки шамотный плавиковый шпатизвесть ка. кг/т шлака бой 0,5 (1) 1,5 1 1,5 (3)4,5 3 3 (6) 0,5 5,0 0,7 15,0 зольных отходов ГРЭС в печи до ввода восстановителя составляет 3-5 минут позволяет классифицировать способ как соответствующий критерию "новизна".В других известных технических решениях не обнаружены отличительные признаки, характеризующие данное изобретение.Нэ основании проведенного анализапатентной и научно-технической литературы можно сделать вывод, что заявляемый способ соответствует "критерию" существенные отличия", а совокупность известных и отличительных признаков обеспечивает улучшение качественных показателей и снижение затрат на легирование.Экспериментальные данные по выборупараметров технологии легирования стали ванадием зольным приведены в таб, 1, 2, 3.П р и м е р. Выплавку стали 12 Х 1 МФ (ТУ14-1529 - 84) производят в 100 тонной электросталеплавильной печи. После проведения окислительного периода из печи скачивают окислительный печной шлак. На зеркало металла присаживают 3 кг/т 65 ферросилиция ( на 0,15 кремния), 3 кг/т шамотного боя, 1,5 кг/т извести и 0,5 кг/т плавикового шпата. После расплавления присадок шлакообразующих материалов основность шлака которого составила 0,5, в печь рассредоточено присаживают зольные отходы ГРЭС в количестве 10 кг/т, выдерживают 3 мин, а зятем вводят отсевы алюминиевой стружки 6 кг/т (соотношение 1,5:1), Отношение масс наведенного шлака и зольных отходов ГРЭС составляет= 0,5.5,0После выдержки 5-7 мин в печь присаживают ферросплавы из расчета получения средне заданного содержания элементов.Одновременно в печь присаживают известь (20-25) кг/т и плавиковый шпат (3 - 5) кг/т, После расплавления шлакообразующих в ванну присаживают раскислительные смеси.Отбирают пробу металла, при необхо димости доводят по химсоставу и плавкувыпускают в ковш,Сталь 12 Х 1 МФ имела следующий химический состав, мас. 7 ь: С - 0,17; 9 - 0,32; Мп - 0,6; Сг - 1,0; Мо - 0,28; Ч - 0,18; % - 0,15; Я - 0,016. Степень усвоения ванадия - 99,9 ь. Исследование заготовок (круг 160 мм), полученных при прокатке слитков опцтных плавок, показало, что по массовой доле химических элементов, по виду, расположению и количеству неметаллических включений, по макроструктуре, по прочностным показателям при нормальной и повышенной температурах, состоянию поверхности соответствует требованиям ТУ 14 - 1-1529 - 20 Формула изобретенияСпособ производства ванадийсодержащей стали, включающий завалку аихты,плавление,окисление расплава,скачиваниеокислительного шлака, присадку материалов, содержащих окислы ванадия, и восстановителя, отл ича ю щийся тем, что, с30 целью улучшения качества стали за счетуменьшения содержания серы и неметаллических включений и снижения ее себестоимости, после скачивания окислительногошлака нэ зеркало металла присаживают35 шлакообразующие: шамотный бой, известьи плавиковый шпат в соотношении 6;3:1 и вколичестве 5 - 15 кг/т стали, после расплавления шлакообразующих вводят зольнцеотходы ГРЭС в количестве 10-50 кг/т, с со 40 отношением шлакообразующих и зольнцхотходов 0,3 - 0,5, а восстановитель дают после выдержки расплава 3-5 мин,1836441 Продолж Таблица бл 110 1836441 Продолжение табл. 3 Составитель Ф.ДолженковТехред М.Моргентал Корректор Т,Вашкович Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3008 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5