Рафинировочный шлак

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН П 9) 3 СЮС 21 С 5ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧЯРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТВУ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Украинский научно-исследовательский институт черных металлов(56) 1. Авторское свидетельство СССР 631540, кл. С 21 С 5/54, 1977.2, Авторское свидетельство СССР9 621737, кл, С 21 С 5/54, 1977.(54) (57) РАФИНИРОВОЧНЫЙ ШЛАК длявнепечной обработкистали, содержащий окись кальция, окись алюминия, двуокись кремния, окись магния, фтористый кальций, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения механических свойств стали и снижения себестоимости рафинирования, он дополнительно содержит двуокись титана и пятиокись ванадия при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Окись кальция 20-35Окись алюминия 17-30 Двуокись кремния 11-22 Окись магния 8-18 .Двуокись титана 6-11 Фтористый кальций 5-7 Пятиокись ванадия 0,5-3 ЖИзобретение относится к металлургии черных металлов, а именно кобласти рафинирования стали от серы, кислорода и неметаллических включений путем ее обработки в ковше.Известен синтетический шлак, со держащий, вес. Ъ: СаО 45-65, А 1 01 10- 30, 810 5-20, МдО 2-10, СаГ 1-8, ВаО 5-24 1( .Данный шлак обладает низкой вязкостью при 1600 С (0,20- 0,26 П) 10 и хорошей десульфирующей способнЬстью. Однако температура плавления его достаточно высока (более 1375 С), кроме того, для его производства применяют баритовый концентрат, который повышает себестоимость рафинирования и загрязняет шлак серой. Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту2 Ок предлагаемому является синтетический шлак, содержащий, вес,В: СаО53-57, А 1 О 13-18, СаГ 15-20,МдО 5-7, 810 5-10 21,Недостатками известного шлакаявляются достаточно высокая температура плавления (более 1400 С), высокая вязкость при 1500 С (около10 П), а также высокая себестоимостьрафинирования, обусловленная необходимостью синтетического сплавленияшлака иэ отдельных компонентов. Кроме того, известные синтетический шлаки не предусматривают дополнительноелегирование стали ванадием в процессе рафинирования в ковше, 35Целью изобретения является улучшение механических свойств стали приодновременном снижении себестоимости рафинирования.Указанная цель достигается тем, ф)что рафинировочный шлак, содержащий окись кальция, окись алюминия,двуокись кремния, окись магния ифтористый кальций, дополнительно содержит двуокись титана и пятиокисьванадия при следующем соотношениикомпонентов, мас.Ъ:Окись кальция 20-35Окись алюминия 17-30Двуокись кремния 11-22Окись магния 8-18Двуокись титана 6-11фтористый кальций 5 в .7Пя тиокись ванадия 05 3 к 0Шлак может содержать в виде примесей окислы желе э а и марганца , атакже другие элементы в количестве ,н е изменяющем его свойства ,Улучшение меха н иче ск их свойствстали достигается т ем , чт о пр едл ага емый р афи ниро вочный шлак , имеет 6 Оболее низкую вязкость и температуруплавления , чем известный шлак , благодаря чему он имеет высокую де сульфурирующую способность ( высо к ая с корость протекания диффузионных и ро цессов), Кроме того, дополнительноеповышение механических свойств обеспечивается за счет восстановлениячасти окислов ванадия, содержащихся в шлаке, и перехода их в металл,что позволяет получать легированнуюванадием сталь,Низкая себестоимость рафинирования достигается тем,.что предлагаемый шлак является побочным продуктом при выплавке стали в дуговойэлектропечи с основной футеровкойс использованием в шихте 50-100ванадийсодержащих металлизованныхокатышей. Данный шлак, слитый иэпечи в ковш, может применяться дляобработки металла, выплавленного вдругом агрегате. При этом отпадаетнеобходимость в его сплавлении изотдельных компонентов.В табл. 1 приводится состав итехнслогические свойства шлаковпредлагаемого (1-11) и известного(12-14) составов.Как видно из табл.1, шлаки предлагаемого состава при одинаковомуровне вязкости при 1600 С с известным шлаком имеют гораздо более низкую температуру плавления и вязкостьпри 1500 С, что позволяет снизитьрасход энергии на их расплавление,а также использовать шлакданногосостава для рафинирования стали, имеющей невысокую температуру плавления(1400-1500 С) .Из табл,1 видно, что снижениеувеличение содержания окиси кальция и окиси алюминия ниже нижнего и выше верхнего пределов приводит кувеличению температуры плавления и повышению вязкости, особенно при 1500 С, Увеличение содержания кремнезема выше верхнего предела также приводит к значительному ухудшению технологических свойств шлака, Нижний предел содержания кремнезема ( - (11%) выбран исходя иэ возможностей технологии получения данного шлака. То же относится и к пределам содержания магнезита и двуокиси титана. Как видно иэ табл. 1, Т 102 не только не повышает температуру плавленияшлака,но даже несколько снижает ее. Содержание фтористого кальция менее 5 не оказывает столь благоприятного воздействия на жидкоподвижность шлаков, верхний предел выбран исходя иэ соображений экономии,Одним иэ основных отличий предлагаемого состава шлака от известного является наличие в нем окислов ванадия, которые хорошо восстанавливаются при прохождении струи раскис- ленного металла через слой рафинировочиого шлака. Пределы содержания окислов ванадия выбраны исходя из технологических особенностей получения предлагаемого шлака, Получа1062274 Полученные результаты позволяют Ркономический эффект при обработ-сделать следующие выводы: относитель- ке 100000 т стали в год предложеннымная десульфурация стали при исполь- рафинировочным шлаком составитзовании предлагаемого рафинировочно- ЗО 19,7 тыс.руб.Г емое содержание Ч 10- в пределах0,5-3,0 обеспечивает получение0,05-0,10 ванадия в стали и повышение ее механических свойств.П р и м е р. В 400 кг индукционной печи выплавляли сталь 20 ФЛ споследующей обработкой в ковше жидкими рафинировочными шлаками различных составов на граничных и среднихзначениях предложенных соотношенийкомпонентов, а также известным синтетическим шлаком. Шлак предлагаемого состава получали путем проплавления ванадийсодержащих металлизованных окатышей с добавками извести,алюминиевого порошка и плавиковогошпата с одновременным получением готовой стали, а известный шлак сплавляли из отдельных компонентов - окиси кальция (извести), плавиковогошпата и окиси алюминия (шлак доменный высокоглиноземистый) . В процессе опытных плавок определяли относительную десульфурацию стали, еемеханические свойства, а также себестоимость рафинирования. Данные приведены в табл,2го шлака не ниже, чем при использовании известного: одновременно обеспечивается легирование стали ванадиемв пределах 0,03-0,12 (при расходешлака 100 кг на 1 т жидкой стали),5 что позволяет повысить механическиесвойства металла: прочность - в среднем на 14, ударную вязкость - на50; себестоимость рафинированияпредлагаемым шлаком эа вычетом до 10 платы за ванадий ниже в среднем на14,56 руб, на 1 т стали, при этомне учитывали расходы на нагрев иплавление известного шлака. Крометого, дополнительнЫй эФФект дости 5 гается эа счет увеличения стойкостиотливок вследствие более высокихмеханических свойств стали, обработанной предлагаемьаа рафинировочнымшлаком,Таким образом, внепечная обработка стали предлагаемым рафинировочным шлаком позволяет существенно повысить ее механические свойства приодновременном снижении себестоимости рафинированиям1 л л ол Рщ щ м)м 00 сЮ ЭЖ 14о кем Э ф,Ф В 1 ЙФф с Ю3 аф Рфй хо ос оо. р, ьз о;ьоюЮЮ м с,с оООе Ме х ах жх дВ ф ФЮ Ж ЮМЭЮаЮ 1 й1 Ц ЦОО офОЭ Ю йЮ Р,мф О Ио дюОо Лс сО (Ч Еф л л1 э о ой Ю м у л л 1 О 1 ф х. а йй й ж 1 Ц 1(ЧО1 Ч (Ч ОЪ 1 фФ с оО 1 ь а ОР мо ол с оа о (Ч 0 Ф 1 1 , 11 О Осе хл авра; а о и х г Обеляя цнф ф юо СЧ фЭ ло о сч Ф Оф Оосйо ф 0ос(Чол о ОЪ с СО(Чсл ЕсдРХ 1 дХоВ Ю 1х ф- юх нх оЮ 1Х1иЕ 1 Э 2 о ф 1 в1 тчо1 Л1 Е гО11 м1 к о ф Оа о н 1 М Я ххдххяиа нх ЕХНХВфоК РООЕф НД ОВ ВНОВОавов. "й оозааяь цинаодх н 1РОНА -ОНО Ца.О Ел я х а 1 1 ОЦЮ а Ю О в Ю й Н 1 1д Е. с1; Ке КОВ дХх н к ц юн хвюсох.оа Ю Ф 3 О О О а х х е ао ф Ю Ф й о О о Д 1 11 г Ю И 21 е х хнахех е х ех исоа ЦОВЕЕЮЕ а иххцоф о о е О х д о о л с о л ф л 3 ю 1 е х 1 хх-, х еа а овелве ОфХЮХфв оМ Я аа 1 н О 9 Он ааюФцфаДа но он -он оса чвха Н 1 1 ццффоц на 0 Х Вххоа 011 В 1 аи ф 0 11 1Д 90 с о да 1 0 ФВКНаФ о о а.Фа на с фх фОЯ1 о ь 5 1 Ф о а а 1 о аь а 1 вфы аоо ф Юф 3- н О 1 О 3 1- ао хэ о а 9 1 1 Ю Х 9 аЗ 1 аа 99 И с а ву 99 да