Легирующая смесь Советский патент 1984 года по МПК C22C35/00 

1 Изобретение относится к металлур гии и может быть использовано в литейном и сталеплавильном производст ве. Известна легирующая смесь для ст ли и чугуна, содержащая ванадиевьй шлак, известь, плавиковый шпат, флю орит, карборунд Л . Недостатком данной смеси является высокая стоимость и необходимост высокотемпературного режима восстановления (1560-1600 С ) при легировании металла, что увеличивает энер гетические затраты. Наиболее близкой к предлагаемой является легирующая смесь L , содержащая компоненты в следующих количествах, мас.%: Ванадийсодержащий шлак70-75 Карборунд12-16 Известняк . Остальное Недостатком известной легирующей смеси является ее высокая стоимость (наличие дорого металлургического ванадиевого шлака от переработки ва надиевых чугунов и карборунда, стои мость которых, составляет 500 руб. за тонну), а также невысокое процентное содержание пятиокиси ванадия Б шлаке (не более 20%). Поэтому, когда необходимо получать метал с высоким содержанием ванадия (свыше 0,3%) увеличивают массу легирующей смеси. Чем больше загружается в печь легирующей смеси, тем больше образуется шпака. Это увеличивает период восстановления ванадия из шлака, снижает производительность плавильных агрегатов, повышает расход энергии при получении металла. Цель изобретения - снижение стоимости легирующей смеси, расхода электроэнергии и времени плавки. Поставленная цель достигается тем, что легирующая смесь преимущественно для железоуглеродистых спла вов, включающая ванадийсодержащий шлак, известняк и восстановитель, в качестве ванадийсодержащего шлака содержит подовьй шлак от снижения мазута, а в качестве восстановителя ферросилиций и углерод, при.следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод10-15 Ферросилиций 3-5 Известняк 8-10 53 Подовый шлак от сжигания мазутаОстальноеДействие легирующей смеси основано на активном течении процесса восстановления окислов ванадия углеродом и ферросилицием. Углерод и ферросилиций выбраны в качестве восстановителей с целью создания восстановительных условий в широком диапазоне температур. Кремний, согласно термодинамическим расчетам, входящий в ферросилиций, является более активным восстановителем при низких температурах (1300 С), а углерод более активно- восстанавливает ванадий из шлака при температурах вьш1е 1300 С. Совместное применение углерода и ферро.силйци. в качестве восстановителей позволяет вести активное восстановление ванадия из шлака во всем интервале рабочих температур процесса плавки. Выбранное суммарное количество углерода и ферросилиция достаточно для полного восстановления окислов ванадия, содержащихся в шлаке. Уменьшение процентного содержания углерода и ферросилиция приводит к снижению степени восстановления ванадия из шлака. Повьш1ение содержания углерода и ферросилиция в смеси вьшгеуказанного предела нецелесообразно, так как углерод и кремний, не прореагировавшие с пятиокисью ванадия, переходят в металл, изменяя его химический состав. Одновременно повьш ается расход восстановителя . Выбранное весовое соотношение ферросилиция к углероду (1: :2-1:5) позволяет вести эффективное восстановление ванадия при температурах, не превьш1ающих 1450 С. Изменение соотношения ферросилиция к угероду вьш1е или ниже указанных преде ов снижает степень восстановления анадия, требует повьш1ения рабочих емператур восстановления ванадия, величивает расход ферросилиция и углерода.Одновременно возрастает расход электроэнергии и снижается производительность процесса.,.. Известняк позволяет получить оптимальную вязкость шлака, ускоряет иффузионные процессы восстановления ванадия. Повьш1ение либо снижение оличества СаО относительно указаного предела повьшгае.т вязкость шлака и замедляет диффузионные процесс восстановления ванадия.

Подовый шлак от сжигания мазута содержит 25-40% пятиокиси ванадия, т.е. в 1,5-2 раза больше, чем его содержание в металлургическом шлаке Применение подового шпака от сжигания мазута позволяет снизить количество легирующей смеси и ее стоимость, повысить производительность процесса, уменьшить расход электроэнергии. Количество подового шлака от сжигания мазута выбрано из расчета полного восстановления ванадия .

Опытные плавки проводят в лабораторной печи с графитовым нагревателем. Масса чугуна, содержащего, вес.%: С - 3,36; Si-2,21} Мп-0,56, Сг - следы; S - 0,057,- Р - 0,093 составит 1 кг. Легирующую смесь вводят в количестве 5% от массы жидкого металла при 1400с. Время выдержки составляет 40 мин. В опытных плавках используют подовый шлак от сжигания мазута, содержащий,

вес.%: VjOj - 40,5; SiO, - 19,0, РелО -- 10,8, остальное оксиды NiO- и др., углерод в виде электродной стружки измельченный ферросилиций ФС75, обожженую известь.

После измельчения компоненты смешивают в пропорциях, указанных в таблице, где приведены результаты опытных плавок. Проведена также плавка с использованием известной

пегирунщей смеси.

Использование предлагаемой легирующей смеси обеспечивает снижение стоимости легирующей смеси в Ь-7 раз, уменьшение количества расходуемой смеси на 40-45%; снижение расхода электроэнергии на 40-50%, сокращение времени плавки на 40-50%.

: ЛЕГИРУЮЩАЯ СМЕСЬ,преимущественно для железоуглеродистык сплавов, включающая ванадийсодержащий шлак. известняк и восстановитель, отличающейся тем, что,с целью снижения стоимости легирующей смеси, расхода электроэнергии и времени плавки, она в качестве ванадийсодержащего шлака содержит подовый шлак от сжигания мазута,, а в качестве восстановителя - ферросилиций и углерод при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 10-15 Ферросилиций 3-5 Иввестняк 8-10 Подовый шлак от о $ сжигания мазута Остальное (Л