Легирующая смесь
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой. Целью является снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повышения его однородности. Предложено применение легирующей смеси для выплавки ванадийсодержащей стали при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадиевый металлопродукт 85-95 при содержании в нем ванадия 1-10, алюмомагниевые брикеты 1-3, кварцевый песок остальное. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
85-95
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (2)) 4357948/23-02 (22) 05.01.88 (46) 30.04.90. Бюл. У 16 (71) Уральский научно-исследовательский институт черных металлов и Про1I изводственное объединение Павлодарский тракторный завод им.В;И.Ленина" (72) Э.Я.Сидельковский, В.Ф.Кислицын, Я.И.Гельбштейн, А.В.Пашков, А.М.Ðóденко, Л.И.Гельбштейн, И.H.Губайдуллин и А.К.Шашин (53) 669.1 87.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР й-. 605839, кл. С 21 С 5/52, 1978. (54) ЛЕГИРУЮЩ Я СРЕСЪ (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использоваИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой.
Целью изобретения является снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьппения его однородности.
Предлагаемая легирующая смесь, включающая ванадийсодержащнй материал, восстановитель и шлакообразующий материал,.содержит в качестве ванадийсодержащего материала ванадиевый металлопродукт при содержании в
„„80„„1560568 A 1 (51)5 С 21 С 5/52 С 22 С 35/00
2 но при выплавке ванадийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой. Цель изобретения — снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьппения его однородности. Предложено применение легирующей смеси для выплавки ванадийсодержащей стали при следукщем соотношении компонентов, мас.Ж: ванадиевый металлопродукт 85-95 при содержании в нем ванадия 1-10, алюмомагниевые брикеты l 3, кварцевый пе-сок остальное. 2 табл. нем ванадия 1-1ОХ, в качестве вос-становителя — брикеты алюмомагниевого сплава, а в качестве шлакообразующего материала — кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.Х:
ВанадиевыФ металлопродукт
Алюмомагниевые брикеты 1-3
Кварцевый песок Остальное
Ванадиевь|й металлопродукт представляет собой шлакометаллический В материал, образующийся при магнит- Ь ной сепарации дробленого ванадиевого конвертерного и лак а . Иеталлопродукт состоит из 60-857 металла и
15 — 40X ванадиелс г< плака, расположенного на поверхности металла. Ос1560568
21,7-36,1
7,0-12,0
15,0-25,0
6,0-10,0
1,8-3,0
50 новными компонентамИ металлической
Фазы являются железо (96-99Х) и углерод (0,5 — 3,5X) . Шлаковая часть металлопродукта имеет следующий состав, мас. Х:
Пятиокись ванадия l 8-17,8 (содержание ванадия
1-10X)
Оксиды железа 10
Оксиды марганца
Оксиды кремния
Оксиды титана
Оксиды хрома
Окснды кальция, 15 магния, алюминия Остальное
Снижение расхода стального лома обеспечивается за счет металлической
Фазы, входящей в состав присаживаемого металлопродукта. При расплавлении этот металл полностью переходит в металлический расплав. Наличие в металлической Фазе металлопродукта углерода способствует ускорению процессов восстановления ванадия и других скис- 25 лов из шлаковой фазы и более. равномерному их распределению в жидком металле.
Брикеты из стружки алюмомагниевого сплава, содержащего 93-95Х алюминия и 5-7Х магния, массой 3-4 кг обеспечивают строгое дозирование и необходимое соотношение компонентов в смеси.
Кварцевый песок, используемый для заправки печи и шлакообразования, содержит 95-99Х кремнезе ..а.
Использование в смеси ванадиевого металлопродукта ниже. нижнего предела (менее 85Х),не обеспечивает необходимого содержания ванадия в металле, а вьппе верхнего (более 95X) создает . избыточные (вредные для литой стали) концентрации ванадия и удорожает легирование.
Введение брикетов из алюмомагние- . вого сплава ниже нижнего предела ( Недостаточная присадка кварцевого песка не оказывает влияния на загущение печного шлака, что умЕньшает интенсивность кремневосстановительных процессов, а большая ()3/) ведет к повышению вязкости шлака и вызывает интенсивное избыточное восстановление кремния, что, в конечном итоге, приводит к охрупчиванию стали. При обработке, металла алюмомагнневыми брикетами создается эффект барботирования металла, за счет чего достигаются лучшие условия перемешивания, в результате повьппается однородность металла и происходит более полное очищение его от неметаллических включений и серы. Замена вторичного алюминия и части стального лома, содержащих довольно высокие концентрации цветных примесей, на алюмомагниевые брикеты и металлопродукт снижает концентрации в металле олова, свинца, мьппьяка и меди. Применение вторичного алюминия для раскисления сталин стального покупного лома ведет к систематическому на-. капливанию в стали этих элементов, которые растворяясь в металлической матрице, и располагаясь по границам зерен, охрупчивают металл . Это проявляется в местах перехода от тонкого сечения отливки к толстому, где наиболее вероятно образование горячих трещин. Пример. Для сопоставительного анализа в промьппленных 6-т электродуговых печах с кислой футеровкой были проведены плавки стали 45ФЛ с использбванием легирующей смеси (известной и предлагаемой) . Массу вводимых смесей рассчитывают из условия введения ванадия в пределах марочного состава стали 45 ФЛ и восстановления его в пределах до 90-95Х. Смеси (известную и предлагаемую) вводили в начале восстановительного периода плавки после предварительного раскисления металла кусковым Ферросилицием. Результаты опытных плавок приведены в табл.1 и 2. Данные, приведенные в табл.2 показывают снижение расхода ванадия и металлического лома при обработке стали предлагаемой смесью. Присадка ванадиевого металлопродукта рассчитывается на получение заданного содержания ва.надия в стали, а поскольку в нем значительно (60-85X) часть составляет металлическая Фаза, в состав которой входят углерод (0,5-3,5Х) и ванадий (0,04-0,12Х), расход ванадия и покуп ного стального лома снижается. Кроме того, ванадий распределяется в жидком 5 15á металле более равномерно, так как он восстанавливается из шлаковой Фазы металлопродукта (27 ванадия) и пере— ходит в металл менее концентрирован1 но, чем при восстановлении из ванадиевого шлака (где содержание ванадия 1 OX) . Металлическая фаза, металло— продукта и углерод, содержащийся в ней, способствуют ускорению процессов восстановления и равномерному распределению ванадия в жидком метал,ле. Наличие в смеси кварцевого песка . загущает печной шлак, повышает температуру его плавления и способствует восстановительным реакциям при кремнийванадиймарганецвосстановительном,процессе, а жидкотекучесть шлака перед выпуском металла из печи достигается присадками известняка. Введенные совместно металлопродукт, . алюмомагниевые брикеты и кварцевый песок стимулируют восстановительные реакции и стабилизируюr температуру металла, так как отбирается значительное количество тепла на эти реакции и предупреждается перегрев металла в зонах источников тепла. Из табл.1 видно, что за счет ванадиевого металлопродукта расход легирующей смеси предлагаемого состава возрастает (в сравнении с прототипом). Однако со шлаковой фазой металлопродукта вводится меньшее количество ванадия. Кроме того, отмечено заметное снижение содержания примесей цветных металлов и неметаллических включений. Снижение присадки кварцевого песка влечет повьппение окисленности печного шлака (увеличение содержания в нем окислов железа, марганца, ванадия) и концентрации неметаллических включений в стали. Это приводит к увеличению горячих трещин в отливках, а также к ухудшеник восстановления ванадия из шлаковой Фазы. В табл.2 приведены данные по снижению продолжительности плавок при Формула 25 из об ре тения Лег ирующая смесь, содержащая ванадийсодержаший материал, восстановитель и шлакообразующий материал, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с цеЗ0 лью снижения расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок по горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повьпнения 35 его однородности, она содержит в качестве ванадийсодержащего материала ванадиевый металлопродукт при содержании в нем ванадия 1-10Х в качест40 ве восстановителя — брикеты алкмомагниевого сплава, а в качестве шлакообразующего материала — кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.X: 45 Ванадиевый металло продукт 85-95 Брикеты алнмомагпиевого сплава Кварцевый песок 1-3 Остальное 05б8 6 оптимальном соотношении металлопродукта, алюмомагниевых брикетов и кварцевого песка. Снижение расхода в шихте стального лома пропорционально увеличеник расхода предлагаемой смеси, однако при этом снижается степень восстановления ванадия и марганца и повышается продолжительность 10 плавок. Кроме того понижается одноЭ родность металла по содержанию элементов в различных сечениях отливок по ходу разливки металла в Формы, увеличивается количество горячих трещин Использование предлагаемой легирующей смеси в процессе выплавки стали позволяет снизить затраты на легирование за счет снижения расхода ва2р надия, стального лома, уровня брака по горячим трешинам, продолжительности плавок. л м о мс в АМ!. С! в ввввв Ц Ф-С 1 I л о о МС СЧ - М л ООООО ООООО о фламсч! « о ооооо Ф о о сч сч о м 83 383о OOOOO о ооооо Ъслсо о о 83838 ооооо о о МС в Э мс ф « сч о фсол «* «фсо фОМС о С ССЪ МС * о - сч м м 1 СЧ ФфСЧ ооо-I ! j ! „1 l Я. л. МС С \ 1 1 I I I 1 le Å1 I. ф С"\ ССС МС 1 1 1 1 1 1 1 Я уфх I a I ф CI ! ф ах -Э МС СЧ СО СЧ I ! МС м С cf e !. 1 а ° I CCf СЧ МСМС т-- Ю Лl ЛЛl )560568 а а а С! Э сС Х И а а cf 1 ф х э g3 С. Э 1. И 1 ! I !*"I j ee1 о, cCv а D X I о :. Дй исааф е 1" Й l0 1 1 а и С Э а Эха I а 1 1 X 1 I I ОС ЭР l e 1 Ц 1 383 йа. 1 cc x c e cf uxor а cI. Х„и а w ф а сч Cl Э lO С! Ф « CV ф ь О ф O со s0 и! X и Ik и е Э I« и ф О МС ф в в в М1 W«« ф мЗ СЧ О « М\ В«CV со олл I 1 1 I I 1560568 Таблица 2 Распределение элементов в раэлнчнь>х сечениях отливок по ходу раэливхи стали, мас.X ПродолвительСнивение расхода сталь! 2 мм Конец Середина Ч, > v мп с Мэвестиая смесь 0,123 0,76 0,46 0,043 0,120 168 0,70 0,45 0,048 0,72 0,47 0,045 0,120 Предлагаемая смесь0,69 0,46 0,039 0,68 0,45 0,038 0>66 0,46 0,036 0,7) 0,44 0,034 0,68 0,47 0,03) 0,108 0,109 0,116 0,12) О,) 24 161 42 160 45 ! 52 47,3 I56 49,7 159 50,4 0,46 0,039 0,170 0,45 0,039 0,109 0,45 0,036 0,117 0,44 0,024 0,12) 0,47 0,032 0,123 0,108 0,)09 О, 116 0,121 0,124 ,Продолжение табл.2 в раэличнъ>х сечениях отливеx по ходу раэлнвки стали, нас Л )Io)t-âî отлнРаспределение элементов ннкенне всхода >8 мм нок с горячнмн Середина Конец трен,по V Нп С S V Мп С S под током, мнн 0,7) 0,45 0,044 18 0,119 0,77 0,46 0,042 0,113 0,73 0,45 0,043 0,112 168. 0,67 0,46 0,040 . 12 0,67 0,45 0,039 9 0,66 0,45 0,036 6 0,70 0,44 0,036 8 0,66 0,45 0,033 10 0,109 0,109 0,116 0,122 0,123 0,69 0,68 0,66 0,70 0,66 Составитель Е >Архипенкова ТехРед Л. Сердюкова КоРРектоР Л.ПатаР Редактор Л.Веселовская Заказ 952 Тираж 507 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская набчэ д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина,101 ность плавки под током мин Продолхительность ) 6) ) 60 152 )56 159 ного ло ма, хг!т мет эав. ого ло а, кг/т ет ав. 42 47,3 49,7 50,4 0,)08 0,109 0,117 0,121 0,123 0,45 Q,45 0,46 0,44 0,45 0,039 0,037 0,036 0,034 0,032 0,70 0,68 О > 66 0,70 0,67 0,70 0,68 0,65 0,70 0,66 0,46 0,45 0,46 0,44 .0,46 0,039 0,108 0,038 0,109 0,035 0,1)6 0,034 О,)г) 0,032 0,)23 0,69 0,67 0,65 0,70 0,66 0,46 0,45 0,45 0,43 0,46 0,040 0,039 0,037 0,035 0,033
