Способ выплавки ванадийсодержащих сталей

 

1. СПОСОБ ВЬЯШАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ в кислых мартеновских печак, включающий присадку в (.(ЪнЛ валку шлакометаллической фракции ванадия и/или ванадиевого шлака, о.т личающийся тем, что, с целью повышения производительности мартеновских печей и экономии шихтовых материалов, шлакометаллическую фракцию ванадия и/или ванадиевый шлак присаживают совместно с карборундом и шамотом в соотношении 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Я0 ящ7яя

3(бц С 21 С 5/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЙЙЬма М.(вКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3588006/22-02 (22) 05.05.83 (46) 15.06.84. Бюл. № 22 (72) С.А. Гузенков, С.И. Жульев, С.П. Бакуменко, В.M. Шатов, Б.Г. Восходов и Г.M. Белоусов (53) 669.183.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 358374, кл. С 21 С 5/ 52, 1971, 2. Авторское свидетельство СССР № 922155, кл. С 21 С-5/04, 1980. (54) (57) 1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ в кислых мартеновских печах, включающий присадку в завалку шлакометаллической фракции ванадия и/или ванадиевого шлака, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности мартеновских печей и экономии шихтовых материалов, шлакометаллическую фракцию ванадия и/или ванадиевый шлак присаживают совместно с карборундом и шамотом в соотношении

1:(0,01-0,10) : (О, 10-0,20).

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, корректировку состава шлака по содержанию закиси марганца производят в начале периода, кипения металла.

1097682 ду (2g.

1

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванадийсодержащих сталей в мартеновских печах с кислой футеровкой.

В настоящее время перед черной металлургией стоит проблема повышения эффективности производства путем более полного использования технологических отходов и экономии ферро- 10 сплавов и шихтовых материалов.

Известен способ получения ванадиевой стали в электродуговых печах с кислой футеровкой, включающий вредение.в завалку или период плавления ванадиевого,шлака совместно с известью и углеродосодержащим материалом 1 3.

Недостатками данного способа являются повышенный износ футеровки, щ вследствие ее взаимодействия с известью, замедленное восстановление кремния из-за повышенной окисленности и жидкотекучести кислого шлака, что делает невозможным использование 2q способа при выплавке высококачественных ванадиевых сталей кремневосстановительным процессом.

Наиболее близко к предлагаемому по технической сущности и достигаемо- 3 му эффекту способ выплавки ванадийсодержащих сталей в кислых мартеновских печах, включающий присадку в завалку шлакометаллической фракции ванадия и/или ванадиевого шлака, кроме

35 того в завалку присаживают также кварцевый песок и марганцевую руНедостатками известного способа

40 являются повышенная эррозия кислого пода в результате взаимодействия его с марганцевой рудой, повышенный расход чугуна, обусловленный дополнительными затратами углерода на восстановление пятиокиси ванадия, низкая скорость процесса восстановления ванадия, а также замедленное восстановление кремния во второй период кипения, вследствие развития следующей химической реакции 2V,O + 5Si 4V + 5SiO Восстановление пятиокиси ванадия во второй период доводки кремнием, растворенным в металле, приводит также к загрязнению расплава мелкодисперсными включениями кремнеземистого стекла, отрицательно влияющими на горячую пластичность стали.

Цель изобретения — повышение производительности мартеновских печей и экономия шихтовых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки ванадийсодержащих сталей в кислых мартеновских печах, включающему присадку в завалку шлакометаллической фракции ванадия, и/или ванадиевого шлака, глакометаллическую фракцию ванадия и/или ванадиевый шлак присаживают совместно с карборундом и шамотом в соотношении 1:(0,01-0, 10):

:(0,10-0,20).

Корректировку состава шлака по содержанию закиси марганца производят в начале периода кипения металла.

Введение в завалку шлакометаллической фракции ванадия (ШМФВ) и/или ванадиевого шлака (ВШ) совместно с карборундом обеспечивает протекание при плавлении шихты следующих химических реакций:

V,О +5SiC 2V + 5Si + 5СОФ (1.1)

ЗГеО+ SiC SiO, + ЗГе+ СО (1.2)

2V О + 5Si 4V+ 5$10г (1.3)

6FeO+ 6SiO 6FeO ° $ 0 (1.4)

) (1

3U, О +6$ С+9Ге06Ч+ЗГе+6ГеО SiO,+6CO

Из приведенных уравнений видно, что использование как ШМФВ, так и ВШ или их смеси не ухудшает процесс восстановления кремния из-за повышенного содержания окислов железа в ванадиевом шлаке, так как избыток закиси железа восстанавливается карборундом, вводимым в завалку. Это обстоятельст- во позволяет также сократить расход лома и чугуна. Кроме того, нет необходимости присаживать в завалку кварцевый песок (что удлиняет период шлакообразования) для ошлакования закиси железа, так как ошлакование происходит за счет двуокиси кремния, образующейся по реакции (1.2) и (1.3).

Для получения стали высокого качества привалирующее значение имеет не столько определенный состав шлака по расплавлении, сколько его вязкость. Эффективным разжижителем кислого шлака является шамот. Его присадка в завалку печи позволяет получить по расправлении реакционноспособный шлак требуемой консистенции, . не опасаясь при этом разрушения футеровки печи.

В случае необходимости повышения

1 окислительного потенциала кислого

1097

Расход шихтовых

Расход силиРас- Соотношение

Количество восстановленЖидкотекучесть

Способ

Продолжительность ход между шлакоШМФВ образующими кг/т элементами материалов,, кг/т комарганца, кг/т доводки в кислой ных элементов,7. шлака по рас плавпечи при дуплекспроцессе, ч

SiC ШаШМФВ

Сталь ной

Чугун

Ч мот ленни по Гер ти мм лом

Пред- 40 1 0,005 0,05 0,03 0,23 190 328 320 лага,емый 40 1 0,01 0,10 0,06 0,24 200 326 305

3,9

3,7 шлака корректировку его состава по содержанию закиси марганца наиболее целесообразно осуществлять в начале периода кипения металла, когда шлак и металл имеют достаточно высокую температуру и присаживаемая руда быстро растворяется в нем и не приводит к охлаждению расплава.

Увеличение в соотношении количества карборунда свыше 0,10 приводит 1О к значительному снижению содержания закиси железа в шлаке и повышению содержания углерода в металле, что удлиняет период доводки металла в кислой мартеновской печи. t5

Уменьшение в соотношении количества карборунда менее 0,01 приводит куменьшению степени извлечения ванадия и железа из ванадийсодержащих материалов, повышению окисленности металла и дополнительному расходу чугуна.

Увеличение в соотношении количества шамота свыше 0,20 приводит к значительному разжижению кислого шлака, повышению его газопроницаемости и потери части восстановленного ванадия.

Уменьшение в соотношении количества шамота менее 0,10 приводит к полу-ЗО чению по расплавлении гетерогенного вязкого шлака, что значительно увеличивает продолжительность периода доводки металла.

Предлагаемый способ выплавки стали

/ 35 осуществляется следующим образом.

Шлакометаллическая фракция ванадия и/или ванадиевый шлак совместно с карборундом и шамотом в соотношении

1:(0,01-0, 10):(0,10-0,20) заваливается на под мартеновской печи после эавалки кислого оборотного шлака. Присадка железной руды не производится.

Расход ШМФВ и ВШ определяется содер682 4. жанием ванадия в готовой стали. После этого производится загрузка металличес кой части шихты или перелив жидкой шихтовой заготовки (при плавке дуплекс. процессом) ° После того, как металл закипит, осуществляется корректировка состава шлака по содержанию закиси марганца. По достижении заданного содержания углерода металл раскисляют марганцем, легируют хромом, выпускают из печи и разливают по изложницам.

Пример. Выплавку производят дуплекс-процессом в основной и кислой мартеновских печах емкостью

100 т.

Проводят ряд плавок, позволяюших определить оптимальные соотношения между ванадийсодержащим материалом. карборундом и шамотом, присаживаемыми в завалку.

Результаты сведены в табл.

Во всех плавках, проводимых как по известному способу, так и по предлагаемому, после расплавления шихты шлак имеет примерно одинаковый состав, 7.: FeO 15-20; МпО 20-30; SiO, 42-52.

Механические свойства поковок, изготовленных из стали, выплавленной по известному и предлагаемому способам приведены в табл. 2.

Из приведенных данных видно, что использование предлагаемого способа выплавки стали позволяет сократить продолжительность плавки в кислой мартеновской печи на 0,4 ч (на 9,57), расход чугуна и лома на 32 кг/т и

2 кг/т соответственно, а также улучшить пластические свойства стали.

Экономический эффект от использования изобретения составляет при годовом выпуске ванадиевой стали

60000 т около 500 тыс.руб.

Таблица 1

1097682, Продолжение табл. 1

Способ

Продолжительность

Расдоводки в кислой ных элементов, 7 шпака по рас плавШМФВ SiC Шамот

V Si

Сталь уной гун ч ом J.

40 1 0,05 0,15 0,06 0,24 250 326 298

40 1 0,10 0,20 0,06 0,26 230 326 290

3,5

4,1

40 1 0,15 0,25 0,06 0,26 220 326 283 — 4,3

Изве,стный 40 1 — —, 0,06 0,18 180 328 330 1,3

4,2

Таблица 2

Способ

Механические свойства т в н

Г/мм кг/мм 7 7. кгм/см2

85,5

Предлагаемый 71, 5

22,5 69,5 24,5

18,5 63,5 16,8

73,5

86,5

Известный

Составитель А. Тимофеев

Редактор Л. Пчелинская Техред С.Мигунова Корректор А. Тяско

Заказ 4153/24 Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ход

ШИФВ кг/т

Соотношение между шлакообразующими элементами

Количество вос становленЖидкотекучесть ленни по Гер ти,мм

Расход ихтовых матерна ов, кг/т. Расход силикомарганца, кг/т печи при дуплекспроцессе,