Легирующая смесь

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов в жидком состоянии . Целью изобретения является повышение стабильности процесса восстановления ванадия из окислов легирующей смеси. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.%: углерод 15-19, шлак производства ферромарганца 18-22 и подовый шлак от сжигания мазута остальное. Предложенная легирующая смесь поаволяет снизить брак валков по несоответствию химического состава чугуна заданному. 2 табл. (Л 00 ел 00 сг

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 - 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4069099/3 1-02 (22) 20.05.86 (46) 07.11.87. Бюл. Р 41 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Н.А.Будагьянц, Н.П.Котешов, В.И.Кондратенко, А.В.Соценко, A.À.Сирота, В.П.Саушкин, О.Ю.Масич-Стукало, К.Ф.Кравец, Ю.В.Дяченко и В.S.Ãàïoòченко (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 910825, кл. С 22 С 35/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1082853, кл. С 22 С 35/00, 1984.

„„Я0„„1350186 А 1 (54) ЛЕГИРУЮЩАЯ СМ СЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ

ВАЛКОВОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к области металлургии, конкретнее к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов в жидком состоянии. Белью изобретения является повышение стабильности процесса восста" новления ванадия из окислов легирующей смеси. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.Ж: углерод 15-19, шлак производства ферромарганца 18-22 и подовый шлак .от сжигания мазута остальное.

Предложенная легирующая смесь позволяет снизить брак валков по несо- а ответствию химического состава чугу9 на заданному. 2 табл.

1 13

Изобретение отно<.ится к металлургии, а именно к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов в жидком состоянии, и может быть ис— пользовано в литейном производстве.

Цель изобретения — повьппение стабильности процесса восстановления ванадия иэ окислов легирующей смеси.

Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит углерод, подовый шлак от сжигания мазута и шлак производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод 15-19

Шлак производства ферромарганца 18-22

Подовый шлак от сжигания мазута Остальное

При выплавке валкового чугуна легирующую смесь загружают на подину плавильного агрегата (электродуговая или пламенная печи) под металлошихту. В процессе нагрева и плавления завалки высшие окислы ванадия, содержащиеся в шлаке от сжигания мазута, восстанавливаются в контакте с углеродом (пековый кокс или бой электродов) до низших. После расплавления шихты и образования шлака в плавильном агрегате процесс восстановления окислов ванадия достигает завершающей стадии, т.е. низший оки— сел ванадия восстанавливается до металла. Углерод чугуна взаимоцейству— ет с содержащимся в шлаке плавильно го агрегата окислом ванадия. При этом в шлаке содержится не более 5-7% закиси железа, что обеспечивает его малую вязкость. Такое низкое содержа— ние закиси железа в шлаке обеспечивается вводом в шихту вместе с легирующей смесью шлака производства ферромарганца. Снижение концентрации

РеО в образующемся в плавильном агрегате шлаке достигается разбавлением его содержапв мся в составе смеси шлаком производства ферромарганца с очень низким (0,37. FeO) содержанием этого окисла. Снижение в 1,2-1,5 раза вязкости шлака в плавильном агрегате обусловлено повышением в нем концентрации МпО, вносимой шлаком производства ферромарганца, содержащего 17% ИпО. Таким образом обеспечиваются условия для максимального и стабильного восстановления ванадия, поскольку;, аже при колебаниях

50186 2

50 качества металлошихты (окисленность, загрязненность и т.д.) уровень содержания ГеО в шлаке плавильного агрегата не превьппает 77 и не является фактором, лимитирующим процесс восстановления.

При содержании углерода менее

15 мас.% не обеспечивается полнота восстановления ванадия ввиду недостатка восстановителя. Повьппение содержания углерода сверх 19 мас.7 приводит к его частичному растворению в расплаве, вследствие чего не выдерживается заданный химический состав чугуна.

При содержании шлака производства ферромарганца менее 18 мас.7 не обеспечивается достаточное разжиже- . ние шлака в плавильном агрегате.Если шлак производства ферромарганца содержится в легирующей смеси в количестве более 22 мас.7, то значительно возрастает объем в плавильном агрегате шлака, что отрицательно сказывается на ходе плавки.

Пример. В идентичных условиях в вальцелитейном цехе прокатных валков проводят сравнительные плавки валконого чугуна с использованием известной легирующей смеси и предлагаемой. Чугун, содержащий мас.%: С 3,30-3,60; Si 0,56-0,60;

Мп 0,56-0,60; P (0,30; Cr 0,6-1,2;

Ni E 7-2,5, выплавляют в 8-тонной электродуговой печи с кислой (динасовой) футеровкой. Количество легирующей смеси во всех случаях состав- ляет 57. от массы металлозавалки.

В составе легирующих смесей используют подовый шлак от сжигания мазута, содержащий, мас.7.: V Оэ 40,5;

SiO 19 0; Fe О 10 8; ГеО 3 2; Ni0

18,5; МпО 1,8; С 1,28; примеси А1 03, Р О5 S, сульфаты и др Остальное — также шлак производства ферромарганца. содержащий,.мас.%: СаО 36,5;

810 35,E;Al О 5,0;MgO 2,9;FeO 0,3;Р

G,007; S О 7; С О 3; Уп0 17 О.

Конкретные составы легирующих смесей, рассчитанные на 8-тонную металлозавалку, приведены в табл.1.

С использованием каждого состава легирующей смеси проведено 9-16 плавок, для которых рассчитана степень восстановления ванадия, при этом принято допущение, что весь восстановленный ванадий у< воился чугуном.

1350186

Стабильность процесса восстановления ванадия из окислов легирующей смеси определяли в процентах как отношение числа плавок, в которых полу— чен чугун с заданным содержанием ванадия (0,15-0,30 ), к числу плавок, проведенных в использованием легирующей смеси.

Результаты сравнительных плавок 10 приведены в табл ° 2.

Как видно из табл.2, во всех плавках с применением предлагаемой леги— рующей смеси (2-16) стабильность 15 процесса восстановления ванадия выше, чем при использовании известной . легирующей смеси.

В плавках с предлагаемой легирующей смесью, содержащей компоненты 20 в указанных пределах, получено заданное содержание ванадия в чугуне (смеси 3-5, 8-10), Если в смеси содержалось шпака производства ферромарганца менее 18 мас. ., то стабильность процесса восстановления ванадия снижается (смесь 2). Ввод в смесь шлака производства ферромарганца более 22 мас. также снижает стабильность процесса, что объясняет- 30 ся увеличением объема шлака в плавиль ном агрегате, из которого восстановленный ванадий за период плавки не успевает продиффундировать в металл, т.е. лимитирующим звеном становятся кинетические факторы процесса. Немаловажно также и то, что при увеличении количества шпака в плавильном агрегате относительное количество пятиокиси ванадия в нем снижает- 40 ся.

На стабильности процесса восстановления ванадия значительно сказывается недостаток углерода как восстановителя. При использовании легирующей смеси с содержанием углерода менее 15 мас. стабильность восстановления ванадия не превышает

75 . (смесь 7), Однако повышение содержания углерода сверх предлагаемого предела, хотя и позволяет выдерживать стабильность на уровне

100, но связано с риском изменения заданного химического состава чугуна (смесь 11), Это сравнимо с эффектом повышения содержания кремния в металле при использовании известной смеси (смесь 1).

Таким образом, оптимальным содержанием компонентов в легирующей смеси является, мас. .: углерод 15-19; шлак производства ферромарганца

18-22; подовый шпак от сжигания ма зута — остальное.

Внедрение предлагаемой легирующей смеси в производство позволяет снизить брак валков по несоответствию химического состава чугуна заданному, твердости рабочего слоя валков, а также сэкономить ферросплавы и флюсы. формула изобретения

Легирующая смесь для выплавки . валкового чугуна, содержащая углерод и подовый шлак от сжигания мазута, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности процесса восстановления ванадия иэ окис» лов легирующей смеси, она дополнительно содержит шлак производства ферромарганца при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 15-19

Шпак производства ферромарганца 18-22

Подовый шлак от сжигания мазута

0cтальное.

1350186

Таблица 1 мас. Ж

Содержание компонентов, кг

Углерод

Шлак проИзвест- Подовый няк шлак от марганца

Извест10

2 ) (3

Легирующая смесь ная

Предлагаемая

12 5

30,0

17 О

40,8

17 О

40,8

17 0

40,8

17 О

40,8

17 О

40 8

2;

13 .О

31,2

15 О

Я36,0

17 О

40 8

2.

19 О

45,6

21 О

50,4

15 О

36,0

19 О

45,6

17 О

40 8

Ферросилиций

9.,6

21,6 сжигания мазута

74 5

178,8

67 0 т

160,8

65 О

156,0

63 О

2.=

151,2

61 О

146,4

59 О

-2.—

141,6

67 О

-2.

iá0 8

65 О

156, О

63 О ь-.

151,2

61 О

2..

14á,4

59 О

2..

141 „б

63 0

9. „

63 О

А.

151,2

63 0

151,2 изводст ва Ферро16

38,4

48,2

48,0

52,8

57,6

48,0

48,0

48,0

48, О

48, О

43,2

2 ) 48,0

1350186

Продолжение табл.1

Легирующая смесь мас.X

Содержание компонентов, кг

Углерод Ферроси- Извест- Подовый лиций няк шлак от сжигания мазута

15 0

36,0

67 О

160,8

43,2

19 О л.

45,6

59 О

141,6

52,8

Таблица 2

L L

Примечание

Количество плавок

Стабильность

Легирующая смесь процесса восстановления ванадия,X

Известная

70,6

Повышенное содержание кремния в чугуне

83,3

100

100 13

100

93,8

Большое количестство шлака в плавильном агрегате

75,0

100

Предлагаемая

Количество плавок чугуна с содержанием ванадия менее О, 15Х

Шлак производства ферромарганца

1350186

Продолжение табл.2

1 2 3

100

100

100

100

90,9

Повышенная вязкость шлака

15

100

91,7

15

Повышенная вязкость шлака

100

Составитель Т.Морозова

Редактор В.Петраш Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5229/24

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, у. .Проектная,4

Относительно других плавок серии 2-16.

В трех плавках повышенное содержание углерода в чугуне