Шихта для легирования стали

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оп 994567(63)Дополнительное к авт. свмд-ву- (22) Заявлено 280181 (2 ) 3293164/22-02 с присоединением заявки Но -Р 1)М,Кп з С 21 С 5/52 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 07.0283. Бюллетень Йо 5 Дата опубликования описания 07.02,83 С.М.Белокуров, В.В,Вербов, А.И.Квасов, В.В.Головченко,В,Г.Егоров, Н.Г.Азарова, А.Ф.Букина, В.Ф.Пилипенкои Г.А,Чикаленко(54 ЮИХТА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ 1Изобретениеотносится к металлур-.гии, в частности к производству ва-надийсодераащих сталей. для отливок и слитков,Обычно для легирования стали ванадием используют феррованадий или другие ванадневые ферросплавы (лигатуры). Указанные материалы являются дорогими и дефицитными, приводят к существенному увеличению стоимости выплавляемой стали и поэтому малопригодны в случае использования для сталей массового назначения. Кроме этого, при использовании феррованадня и ванадиевых лигатур существенно пониаается извлечение ванадия от руды до стали. При использовании феррованадия до стали доходит 39,5 ванадия, а при использовании ванадиевых лигатур - 47,6 ванадия.Известна экэотермическая смесь для легированыя стали (шихта) на основе ванадийсодерхащего шлака, содержащая в своем составе, кроме него, кремний, углерод, азотсодер-. хащее вещество и кальций. Это поз- . воляет повысить извлечение ванадия иэ руды в сталь до 52,8 и понизить стоимость ее легирования ванайием (,1,Однако область применения данноголегирующего материала ограничена,так как наличие в составе экзотермической смеси азотсодерзащего вещества предполагает ее использованиедля легирования азотсодераащих сталей, а кальция приводит к некоторому ее удороханию и дефицитности.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является шихта длялегирования стали ванадием, содер 15 жащая ванадиевый шлак, алюминий,кремний, окись кальция.Такая экзотермическая смесь длялегировання ванадием и рафинированиястали позволяет использовать все пре имущества, предыдущей ( экэотермической смеси для легирования сталей)и имеет более широкую область применения, т.е. практически моает бытьиспользована длялегирования ва 25 надием любых марок сталей без каких-либо ограничений 2 .Однако за счет использованиякальция, который вводится в видедорогого н дефицитного силококальыия (нли металлического. кальция), 994567,происходит его перерасход и удорожание легирования стали ванадием, а также повышение ее себестоимости, Кроме этого, наличие в составе смеси окиси железа, которая введена для компенсации тепловых потерь, свя эанных с расплавлением раскислителей, шлакообразующих добавок и диссоциацией карбонита кальция, также приводит к удорожанию и перерасходу материалов. 18Цель изобретения - снижение себестоимости стали и повышение эффективности производства.Поставленная цель достигается тем, что в шихту для легирования ста- )5 ли ванадием, содержащую ванадиевый ,шлак, алюминий, кремний, окись кальция, дополнительно введены карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминия, окись натрия, Фторсодержащий материал при следующем соотношении компонентов, мас.%:Алюминий. и кремний(в сумме) 15 - 35Окись кальция 0,4-5,0Карбид кремния . 3,0-12,0 25Двуокись кремния 0,4-5,0Окись алюминия 5,0-14,0Окись натрия 0,4-3,0Фторсодержащий материал 0,2-0,5Ванадиевый шлак Остальное ЭОАлюминий, кремний, окись кальция, карбид кремния, двуокись кремния, окись алюминияокись натрия, фтор используют. в виде шлака электротермического производства силуми- Я на.Соотношение компонентов шихты для легирования стали определено из следующих соображений.Количество восстановителей(алю- фО миний, кремний, карбид кремния) определено иэ условий полного восстановления ванадия, железа, марганца из конвертерного ванадиевого шлака, раскисления стали и тепловыделения за счет тепла экзотермических реакций, которое необходимо для быстрого формирования жидкоподвижного актив" ного шлака, и компенсации потерь тепла. Содержание восстановителей мЕньше нижнего предела не обеспечивает укаэанные условия, а больше верхнего предела не способствуют улучшению показателей процесса.Кроме того, введение в состав Я шихты карбида кремния, являющегося сильным восстановителем, повышает раскислительную способность алюминия и кремния и позволяет исключить из состава дорогостоящий и дефицитный , 60 кальций.Шлакообраэующие добавки; окись алюминия, окись кальция, фторсодержащие материалы, окись натрия, при данном соотношении способствуют по Алюминий, и кремний( в сумме )Окись алюминияДвуокись кремнияКарбид кремнияОкись кальция 30 - 6010 - 28До 5,06-18До 5,0 лучению шлака с низкими значениями плавкости температуры ликвидуса. и вязкости, что существенно интенсифицирует диффузионные процессы взаимодействия между шлаком и металлом,Окись алюминия, окись натрия, фторсодержащие материалы являются флюсующими добавками, содержание их меньше нижнего предела не способству" ет заметному понижению вязкости и температуры ликвидуса, формирующегося после присадки шихты шлака, а больше верхнего предела - дальнейшему понижению вязкости шлака. Окиськальция 0,4 - 5,0 способствует повышению основности шлака. При содержании ее более 5% увеличиваются затраты тепла на расплавление шихты. При этом содержание в составе шихты двуокиси кремния до 5 не осложняет процесс восстановления ванадия, железа, марганца и шлаковый режим плавки. Это обстоятельство позволяет испольэовать в составе шихты менее дефицитные шлакообразующие и шихтовые материалы.Наиболее полно описанные преимущества проявляются при использовании и качестве одного иэ компонентов ших. ты шлака электротермического производства силумина отходы производства), в составе которого присутствуют в подготовленном виде необ.ходимые для достижения .поставленной ,цели ингредиенты.Для определения целесообразности и технологичности предлагаемой шихты ;для легирования стали проводятся ее промышленные испытания с использованием составов, укаэанных в таблице.Сталь марки 35 ФЛ выплавляют в электродуговой печи емкостью 5 т. Шихту для легирования стали вводят в восстановительный период плавки в виде механической смеси ванадиевого шлака конвертерного передела по ТУ 14-11-178-79, имеющего химический состав, мас.Ъ:Пятиокись ванадия 13- 26Двуокись кремния 12 - 26Железо общее 28 - 42Окись кальция До 1,5Окись магния 1,0-6,0Закись марганца 5 - 13Окись хрома 1,0-5,0Окись алюминия 0,6-1,8Металловключения 4,0-25,0 и шлака электротермического производства силумина по Ту 48-01-13-75, имеющего следующий химический состав, мас,%:Окись натрия 0,8-6,0Фтор О, 4-1,0При использовании для легирования всех трех составов, приведенных в таблице, в стали получают требуемое содержание ванадия 0,06-0,12 при высокой степени его восстановления из конвертерного шлака. По механическим свойствам выплавленная сталь соответствует существующим требованиям .Целесообразность использования предлагаемой шихты подтверждается тем, что затраты на легирование ванадием 1 т стали (расчетные данные, базовое содержание ванадия 0,10) составляют, рубпри использовании феррованадия 7,33при использовании экзотермической смеси для легирования ванадием и рафинирования стали, взятойза прототип.6,27прн использованиипредлагаемой шнхтыдля легирования стали 5,26Кроме этого, использование в сос-:таве такой шихты шлаков злектротермического производства силумина поз- .воляет сэкономить дефицитные раскис 30 лители ( алюминий, силикокальций илиметаллический кальций), щлакообразующие материалы и утилизировать от.ходы, содержащие эти элементы, 35 Таким образом, использование предлагаемой шихты в качестве легирующего материала приводит к снижениюстоимости 1 т стали на 1,01 руби экономии материалов. При объеме 20 .производства стали 30 тыс. т эконо-,мический эффект составляет 30300 руб.Ф о чххЯхЩно ц ххмоаеобад ех кноххеоацеженоеаховоем х хад" ,994567 Формула изобретения Составитель А.ЩербаковТехред И,Гергель Корректор В.прохненко Редактор И.Келемеш юююЮающг мюевавпЯвеЮ Заказ 570/8 Тираж 566 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035", Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/54щифилиал ППП фйатент", гужгород, ул, Проектная, 4 1. Шихта для легирования стали . ванадием, содержащая ванадиевый шлак, алюминий, кремний, окись кальция, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения себестоимости . стали и повышения эффективности производства, в нее дополнительно введены карбйд,кремния, двуокись кремния, окись алюминия, окись натрия, фторсодержащий материал при следукщем соотношении компонентов, мас.В:Алюминий и кремнийв сумме ) . 15 - 35 .Окись кальция 0,4-5,0Карбид кремния 3,0-12,0Двуокись кремния 0,4-5,0 Окись алюминия 5,0-14,0Окись натрия 0,4-3,0фторсодержащий материал 0,2-0,5Ванадиевый шпак Остальное2. Шихта по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что,алюминий,кремний, окись кальция, карбид кремниядвуокись кремния, окись алюания,окись натрия, фтор введены в виде10 шлака электротермического производства силумина.. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе .1. Авторское свидетельство СССР5 В 697572, кл. С 21 С 5/52, 19792. Авторское свидетельство СССР.В 544602, кл. С 21 С 5/52, 1977