Способ получения ванадиевой стали

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВОЙ СТАЛИ по авт.св. №358374, отличающийся тем, что, с целью более широкого использования ванадиевого шлака и сокращения применения ванадиевых ферросплавов, перед вводом в печь смесь ванадиевого шлака и извести обжигают в окислительной атмосфере при 600-1300 С. 2. Способ по П.1, отличающийся тем, что смесь ванадиевого шлака и извести вводят в окислительный и восстановительный периоды плавки.

(1% (1И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИН

3(Я) С 21 С 5/52

ГОсудАРстВенный номитет сссР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ((Й

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) .358374 (21) 3405768/22-02 (22) 02.10 ° 81 (46) 30.04.83. Вюл. М 16 (72) В.А.Ровнушкин, Е.И.ApsaMacцев, Ф.С.Раковский,- Г.И.Чернов, М.Н .Иартынов, В.С.Галян, H.A.Âîëîùóê, Q.Н.Шелгаев, В.Г.Гаврилов, Ф.A.Ãåðìå лин, Ю.Я.Мельников и Л.И.Сенюшкин (71) уральский научно-исследователь.ский институт черных металлов, Научноисследовательский институт металлургии и -Челябинский металлургический. завод (53) 669.187.25(088.8) (56) 1 ° Авторское свИдетельство СССР

9 358374, кл. С 21 С. 5/52, 1969. (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВАНАДИЕВОЙ СТАЛИ по авт.св. Р- 358374, отличающийся тем, что, с целью более широкого использования ванадиевого шлака и сокращения при-. менения ванадиевых ферросплавов, перец вводам в печь смесь ванадиевого шлака и извести обжигают в окислительной атмосфере при 600-1300 С.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ н и с я тем, что смесь ванадиевого шлака и извести вводят в окислительный и восстановительный периоды плавки.

10 14920 бильны, и температура плавления шлака снижается незначительно.

Кроме того, при обжиге при температуре выае 1300 С происходит спекание смеси, ухудшаются условия процес. са окисления и удаления обожженной смеси из агрегата или емкости, в которых находится смесь при обжиге.

Соотношение ванадиевого шлака и извести в смеси должно быть

1:(0,1-2,0).При количестве извести ниже нижнего предела известь в основном связывается с окислами кремния ванадиевого шлака, и образование легкоплавких ванадатов не происходит. а при содержании извести выше верхнего предела, наряду с образованием легкоплавких фаз происходит образование двухкальциевого силиката и перовскита, имеющих высокую температуру плавления, и температура плавления смеси в целом не снижается.

При вводе в печь в эавалку или период плавления при выплавке стали с использованием легированных отходов смеси ванадиевого шлака и извести, обожженных в окислительной атмосфере при оптимальных условиях, осуществляется быстрое формирование печного шлака и окисление ванадия иэ шихты практически не происходит, а хрома лишь незначительно.

Более того, в результате высокой активности ванадия в сформированном шлаке уже в период плавления происходит восстановление ванадия в сталь за счет углерода, марганца и кремния, присутствующих в шихте либо вводимых специально. Потери ванадия и хрома с удаляемым шлаком плавления минимальны.

Низкая температура плавления предварительно подготовленной смеси позволяет вводить ее в.печь не только в эавалку или период плавления, .но и в конце окислительного и восстановительного периода. На основе смеси вследствие ее низкой температуры плавления быстро Образуются жидкоподвижные шлаки, -и кослы ванадия из них активно восстанавливаются, после чего печной шлак либо удаляют, либо формируют на его основе шлак восстановительного периода.

Пример 1. В десятитонной ос новной дуговой печи выплавляют сталь марки Х12И с использованием легированных отходов методом переплава с продувкой металла кислородом. Легирование стали ванадием осуществляют феррованадием (серийная технология) и ванадиевым шлаком 1по известному и предлагаемому способам). Расход ванадиевого шлака (10.2% )составляет 18. кг/т, расход извести б кг/т (соотношение ванадиевого шлака и извести 1:0.33) . Ванадиевый шлак вводят в завалку совместно с основной

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам получения ванадиевых сталей в дуговых электропечах.

IIa основному авт.св. Р 358374 известен способ получения ванадиевой стали, включающий легирование стали ванадиевым шлаком, вводимым в завалку или период плавления совместно с известью в соотношении 1:(0,5-1,5) Е1) . 10

При использовании способа для выплавки хромованадиевых сталей с применением легированных отходов в процессе плавления происходит окисление хрома и ванадия шихты с образо- )5 ванием тугоплавких шпинелидов и за счет них и шпинелидов ванадиевого шлака формирующиеся шпаки плавления гетерогенны и имеют высокие температуру плавления и вязкость. В результате увеличивается продолжительность периода плавления, затрудняется восстановление окислов ванадия и хрома при раскислении шлака и увеличиваются потери легирующих элементов со.скачиваемым шпаком. При использовании способа при выплавке стали с проведением периода дефосфорации ванадий, перешедший в металл из ванадиевого шлака в период плавления, в процессе дефосфорации металла окисляется .и в основном теряется с удаляемыми печными шлаками.

Цель изобретения — более широкое использование ванадиевого шлака и 35 сокращение применения ванадиевых ферросплавов.

Поставленная цель достигается . согласно способу получения ванадиевой стали, в котором перед вводом 40 в печь, смесь ванадиевого шлака и извести обжигают в окислительной атмосфере при 600-1300 С.

При этом смесь ванадиевого шлака и извести вводят в окислителъный 45 и восстановительный периоды плавки.

При окислительном обжиге смеси ванадиевого шлака и извести происходит окисление двухвалентного железа до трехвалентного, а трехвалентного ванадия до четырех- и пятивалентного ванадия, и образуются ванадаты и ферриты кальция. В результате тугоплавкие ванадиевые шпинелиды (t = 1750 C) составляющие основную часть ванадиевого шлака, разрушаются, и температура шлака резко снижается.

Этот процесс протекает только в окислительной аТмосфере в сравнительно узком интервале температур. При 60 температуре менее 600О С скорость процесса мала и резко возрастает про.должительность обжига смеси, а при температуре выае 1300 С соединения с высшими формами, ванадия метаста- 65

1014920

5 Результаты плавок приведены в табл. 1.

Таблица 1

Количество уда ляемого шлака. кг/т

Содержание компонентов.

Расход ванадия в завалку, кг/т

Вариант выплавки

Ванади евый шлак

Легированные отходы

VlL05 Cra оъ

Серийная технология 0.7

70,0

25.7

По авт. св. 9358374 0,7

80,0

1,6

1,84

25,9

Предлагаемая

78,0

1,84

0 63 17,9

0,7

Потери со шлаком. кг/т

Вариант выплавки

Серийная технология

9.84

0,43 12,3

3,5

По авт ° св. В 358374

1.0

14.1

0,71

9,25

Предлагаемая

6,44

9,65

0,28

Продолжительность плавок и расход электроэнергии по серийной. технологии и предлагаемому способу практически одинаковы, в то же время использова- 50 ние предлагаемого способа позволяет полностью отказаться от применения феррованадия и значительно снизить затраты на легирование стали ванадием.

Пример 2. В стотонной основной дуговой печи выплавляют сталь марки 50ХФй .на свежей шихте с проведением дефосфорации металла. Легирочастью металлошихты. При выплавке стали по предлагаемому способу смесь ванадиевого шлака и извести обжигают при 1100 С в течение 2 ч в окислительной атмосфере.

После расплавления основной части шихты металл продувается кислородом, и шлак плавления после -раскисления ферросилицием скачнвается, затем проводится восстановительный период до обычной технологии.

Расход ГеЧ Затраты на (38%) в до- легирование водку. кг/т стали из йЧ и ванадиевого шлака. руб. руб./т

3 1 ванне стали осуществляют феррованадием и ванадиевым шлаком (по известному и предлагаемому способам). Расход ванадиевого шлака (10;2ЪЧ) составляет 20 кг/т, расход извести

25 кг/т. При выплавке стали по нредлагаемому способу смесь ванадие,вого шлака и извести обжигают при 1200 С в течение 3,5 ч в окислительной атмосфере.

Основные параметры и результаты плавок приведены,в табл.2.

1014920

Таблица 2

Момент ввода Продолжительность ванадиевого восстановительного шлака периода, ч — мин

Вариант выплавки стали .

Серийная технология Не вводили

0-58

555

По авт. св. 9 358374 B эавалку

1-00

560

Предлагаема я

1-00

560

После окислительного периода

Продолжение табл. 2

Усвоение Расход из ванади-,feV (38 евого кг/т шлака,%

Затраты на легирование стали, руб/т

Вариант выплавки стали

Серийная технология

4.7

13,2

По авт. св. 9358374" 0,044

15, 85

3,1

Предлагаемая 0,163

81,5

7,14 зволит расширить объемы использования ванадиевого шлака и тем саьым сократить расходы ванадиевых ферросплавов, что даст значительный экономический эффект.

Иэ приведенных данных видно,что при использовании известного способа резко. возрастает расход ванадиевых легирую- 4 щих материалов и затраты на них.

Производство ванадиевой стали в дуговых печах таким способом по- .

Составитель A. IIpycc

ТехРед Т.Маточка >,орр ð д П

Редактор С.Юско

Заказ 3137/23 Тираж 568 Подписное

DHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 одержание анадия пе ед вводом е Ч (ковш.

Расход электроэнергии. квт ч/т