СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ Российский патент 2007 года по МПК C21C5/52 C21C7/76 

Описание патента на изобретение RU2291204C2

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах.

Известен выбранный в качестве прототипа способ выплавки рельсовой стали - прототип [1], включающий подачу в дуговую электросталеплавильную печь в качестве металлошихты металлолома и жидкого чугуна, расплавление, окислительный период, раскисление в печи стали алюминием и шлака порошком кокса, дробленого ферросилиция и гранулированного алюминия, выпуск плавки в ковш, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата, отличающийся тем, что выплавку стали производят сериями, причем металлошихту первой плавки в серии дают массой на 10-15% больше массы металлошихты последующих плавок, а массу металлошихты последней плавки в серии уменьшают на 10-15%, окислительный период проводят до получения стали с содержанием углерода не менее 0,60% и температуры выше ликвидуса 180-240°С; причем сталь раскисляют на всех плавках серии алюминием в количестве 0,07-0,10% от массы металлошихты, а раскисление шлака в печи порошком кокса, дробленного ферросилиция и гранулированного алюминия в количестве, соответственно, каждого 0,09-0,10% от массы металлошихты проводят на последней плавке в серии, при выпуске первой и последующих плавок отсекают печной шлак, а последнюю плавку выпускают с печным шлаком, при выпуске плавок в ковш присаживают твердую шлакообразующую смесь, состоящую из извести и плавикового шпата, при соотношении (1,0-1,5): (0,3-0,5), соответственно, в количестве 3-3,3% от массы жидкой стали, и необходимые раскислители и легирующие.

Существенными недостатками данного способа выплавки рельсовой стали являются

- низкая сквозная степень усвоения ванадия при производстве стали;

- высокая себестоимость стали в связи с применением дорогостоящих ванадийсодержащих ферросплавов.

Известны способы производства ванадийсодержащих сталей с использованием ванадийсодержащего конвертерного шлака, причем ванадийсодержащий шлак присаживается в печь [2-5].

Существенными недостатками данных способов являются

- большая длительность плавки из-за проведения восстановления ванадия из ванадийсодержащего шлака в печи;

- высокий расход электроэнергии, электродов и огнеупоров;

- низкая степень извлечения ванадия из шлака;

- пониженный уровень физико-механических свойств в связи со значительной концентрацией в стали кислорода и загрязненностью стали неметаллическими включениями эндогенного типа.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются

- повышение сквозного извлечения ванадия и снижение себестоимости стали.

Для этого предлагается способ выплавки рельсовой стали, включающий выплавку стали сериями с подачей в дуговую электросталеплавильную печь металлошихты, содержащей металлолом и жидкий чугун, расплавление, окислительный период, раскисление (в печи стали алюминием на всех плавках серии, а раскисление шлака в печи на последней плавке в серии - порошком кокса, дробленого ферросилиция и гранулированного алюминия), выпуск стали в ковш без шлака, присадку в ковш при выпуске шлакообразующей смеси и необходимых раскислителей и легирующих, отличающийся тем, что в ковш в качестве шлакообразующей смеси присаживают смесь, состоящую из извести и ванадийсодержащего конвертерного шлака, при соотношении (1,5-2,5):(0,3-0,8), соответственно, в количестве 1,8-3,3% от массы жидкой стали, и необходимые кремний и марганецсодержащие ферросплавы.

Соотношение и количество смеси выбрано, исходя из степени восстановления ванадия, а также исходя из рафинирующей и теплоизолирующей способности ковшевого шлака. При количестве шлака менее 1,8% от массы основность шлака не обеспечивает полного восстановления ванадия и велики теплопотери через шлак, при количестве шлака более 3,3% от массы необходимо значительное количество тепла для расплавления шлакообразующей смеси, а повышение кратности шлака приводит к снижению степени восстановления ванадия из шлака.

Заявляемый способ выплавки рельсовой стали был реализован при выплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах ДСП-100И7. Выплавка проводилась по следующей схеме. Завалка первой плавки в серии по металлозавалке была на 10-15 т больше последующих завалок, а последней в серии плавки на 10-15 т меньше. Завалка состояла из 80-90 т металлолома и 3-8 т извести. Заливка чугуна в количестве 30-35 т проводилась из чугуновозного ковша посредством мостового крана при открытом своде после проплавления "колодцев" и частичного осаживания металлолома в печи. Окисление углерода проводили в печи до концентрации не менее 0,60% посредством продувки стали через сводовую водоохлаждаемую фурму, при этом температура в печи изменялась в пределах 1650-1710°С. Далее проводили раскисление стали чушковым алюминием в количестве 70-100 кг, а на последней в серии плавке проводили дополнительно раскисление шлака порошком кокса, дробленого ферросилиция и гранулированного алюминия по 100 кг каждого. При выпуске в ковш присаживали твердую шлакообразующую смесь, состоящую из извести (1500 и 2500 кг) и ванадийсодержащего конвертерного шлака (300-800 кг), и необходимые раскислители и легирующие. На опытных плавках использовался ванадийсодержащий конверторный шлак следующего химического состава: 16,0-18,8% V2О5; 10-13,5% SiO2; 2,0-2,3% CaO; P≤0,05%; 9,8-11,0% MnO. Параметры опытных плавок приведены в таблице.

Заявляемый способ обеспечивает снижение себестоимости стали на 4-8 долларов на тонну и увеличивает сквозное извлечение ванадия с 60-70 при использовании ферросплавов до 80-90%. при применении заявляемого способа.

Источники информации

1. Пат. РФ 2235790, С 21 С 5/52, 7/076.

2. А.С. 2133782, С 21 С 5/52.

3. А.С. 605839, С 21 С 5/52.

4. А.С. 836125, С 21 С 5/52.

5. А.С. 1046294, С 21 С 5/52.

Таблица
Параметры опытных плавок
№ плавки№ в серииМарка сталиСмесь (известь и ванадийсодержащий шлак)Масса смеси, %Усвоение ванадия, %11НЭ76Ф1,4:0,251,87022НЭ76Ф1,6:0,42,08733НЭ76Ф1,5:0,31,88644НЭ76Ф1,6:0,52,18851НЭ76Ф2,5:0,42,99062НЭ76Ф2,6:0,83,29273НЭ76Ф2,0:0,52,58984НЭ76Ф2,0:0,52,58895НЭ76Ф2,0:0,82,895106НЭ76Ф2,0:0,73,295117НЭ76Ф2,4:0,63,093121НЭ76Ф2,3:0,83,392132НЭ76Ф1,9:0,42,386143НЭ76Ф2.6:0,32,970154НЭ76Ф2,5:0,63,488прототипНЭ76Ф60-70

Похожие патенты RU2291204C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Тиммерман Наталья Николаевна
  • Сычев Павел Евгеньевич
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Моренко Андрей Владимирович
RU2291203C2
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Бойков Дмитрий Владимирович
  • Тиммерман Наталья Николаевна
RU2325447C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Годик Леонид Александрович
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Тиммерман Наталья Николаевна
RU2315115C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ 2006
  • Рябов Илья Рудольфович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Обшаров Михаил Владимирович
  • Бойков Дмитрий Владимирович
  • Данилов Александр Петрович
RU2333255C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2003
  • Козырев Н.А.
  • Павлов В.В.
  • Дементьев В.П.
  • Годик Л.А.
  • Ботнев К.Е.
  • Тиммерман Н.Н.
  • Сычев П.Е.
RU2235790C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ 1997
  • Царев В.Ф.
  • Лебедев В.И.
  • Козырев Н.А.
  • Могильный В.В.
  • Обшаров М.В.
  • Дерябин А.А.
  • Спирин С.А.
  • Козырева О.А.
RU2133782C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ ДЛЯ ТРУБНОЙ ЗАГОТОВКИ 2005
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Данилов Александр Петрович
  • Сычев Павел Евгеньевич
RU2284359C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2006
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Девяткин Юрий Дмитриевич
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Дементьев Валерий Петрович
  • Ботнев Константин Евгеньевич
  • Бойков Дмитрий Владимирович
RU2333256C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ И ВАКУУМИРОВАНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2008
  • Юрьев Алексей Борисович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Захарова Татьяна Петровна
  • Корнева Лариса Викторовна
  • Тиммерман Наталья Николаевна
  • Кузнецов Евгений Павлович
  • Обшаров Михаил Владимирович
RU2394918C2
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2007
  • Павлов Вячеслав Владимирович
  • Годик Леонид Александрович
  • Козырев Николай Анатольевич
  • Обшаров Михаил Владимирович
  • Александров Игорь Викторович
RU2346059C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в дуговых электросталеплавильных печах. Способ включает выплавку стали сериями с подачей в дуговую электросталеплавильную печь металлошихты, содержащей металлолом и жидкий чугун, расплавление, окислительный период, раскисление в печи стали алюминием на всех плавках серии, а раскисление шлака в печи на последней плавке в серии - порошком кокса, дробленого ферросилиция и гранулированного алюминия, выпуск стали в ковш без шлака, присадку в ковш при выпуске шлакообразующей смеси и необходимых раскислителей и легирующих. В ковш в качестве шлакообразующей смеси присаживают смесь, состоящую из извести и ванадийсодержащего конвертерного шлака, при соотношении (1,5-2,5):(0,3-0,8), соответственно, в количестве 1,8-3,3% от массы жидкой стали, и необходимые кремний- и марганецсодержащие ферросплавы. Изобретение позволяет увеличить сквозное извлечение ванадия до 80-90%. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 291 204 C2

Способ выплавки рельсовой стали, включающий выплавку стали сериями с подачей в дуговую электросталеплавильную печь металлошихты, содержащей металлолом и жидкий чугун, расплавление, окислительный период, раскисление в печи стали алюминием на всех плавках серии, а раскисление шлака в печи на последней плавке в серии - порошком кокса, дробленого ферросилиция и гранулированного алюминия, выпуск стали в ковш без шлака, присадку в ковш при выпуске шлакообразующей смеси и необходимых раскислителей и легирующих, отличающийся тем, что в ковш в качестве шлакообразующей смеси присаживают смесь, состоящую из извести и ванадийсодержащего конвертерного шлака, при соотношении (1,5-2,5):(0,3-0,8), соответственно, в количестве 1,8-3,3% от массы жидкой стали и необходимые кремний- и марганецсодержащие ферросплавы.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2291204C2

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ 2003
  • Козырев Н.А.
  • Павлов В.В.
  • Дементьев В.П.
  • Годик Л.А.
  • Ботнев К.Е.
  • Тиммерман Н.Н.
  • Сычев П.Е.
RU2235790C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ 1997
  • Царев В.Ф.
  • Лебедев В.И.
  • Козырев Н.А.
  • Могильный В.В.
  • Обшаров М.В.
  • Дерябин А.А.
  • Спирин С.А.
  • Козырева О.А.
RU2133782C1
Способ выплавки ванадийсодержащих сталей 1982
  • Белокуров Сергей Михайлович
  • Раковский Феликс Стефанович
  • Чередник Григорий Ананьевич
  • Нечепоренко Федор Иванович
  • Дорофеев Владимир Михайлович
  • Томиленко Виктор Иванович
SU1046294A1
Гребенчатая передача 1916
  • Михайлов Г.М.
SU1983A1
US 6424671 A1, 23.07.2002
GB 670011 A, 09.04
Приспособление для отвешивания жидкости без предварительного определения веса тары 1925
  • Зубков В.А.
SU1952A1

RU 2 291 204 C2

Авторы

Павлов Вячеслав Владимирович

Козырев Николай Анатольевич

Дементьев Валерий Петрович

Годик Леонид Александрович

Кузнецов Евгений Павлович

Моренко Андрей Владимирович

Сычев Павел Евгеньевич

Обшаров Михаил Владимирович

Данилов Александр Петрович

Даты

2007-01-10Публикация

2005-03-28Подача