Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна Советский патент 1989 года по МПК C21C1/00 C22C35/00 

1

(21)4429633/31-02

(22)23.05.88

(46) 30.11.89. Бюл. № 44

(71)Днепропетровский металлургический институт и Лутугинский завод прокатных валков

(72)Н.И. Будагьянц, О.В. Пузырьков- Уваров, В.И. Кондратенко, К.Ф. Кранец, П.М. Косой, А.А. Сирота,

В.П. Саушкин, Ю.В. Дяченко и В.Я. Га- потченко

(53)669.15-198 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР 1082853, кл. С 22 С 35/00,.1984.

Авторское свидетельство СССР 1350186, кл. С 22 С 35/00, 1987.

(54)ЛЕГИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ВАЖОВОГО ЧУГУНА

(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и предназначено для обработки чугуна, выплавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков. -Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия из шпака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.%: углерод 10-14, подовый шлак от сжигания мазута 20-34, шлам абразивной обработки прокатных валков остальное. Использование легирующей смеси позволяет увеличить степень извлечения ванадия из шпака в 2,04 раза, снизить стоимость легирования чугуна и уменьшить брак литья на 12%. 1 табл.

с $

(Л

Изобретение относится к металлургии, в частности к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и предназначено для обработки чугуна, выплавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков. Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия из шлака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья. Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна содержит, мас.%: углерод 10-14, подовый шлак от сжигания мазута 20-34, шлам абразивной обработки прокатных валков остальное. Использование легирующей смеси позволяет увеличить степень извлечения ванадия из шлака в 2,04 раза, снизить стоимость легирования чугуна и уменьшить брак литья на 12%. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к легирующим смесям для обработки железоуглеродистых сплавов, и предназначено для обработки чугуна, вьшлавляемого в дуговой электропечи с кислой футеровкой и используемого для отливки прокатных валков.

Целью изобретения является повышение степени извлечения ванадия из шпака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья.

Предложенная легирующая смесь для выплавки чугуна содержит подовый шпак от сжигания мазута и шлам абразивной обработки прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод10-14

Подовый шлак от сжигания мазута20-34

Шлам абразив- ной обработки прокатных валковОстальноеМеханическая обработка бочек прокатных валков (исполнение ЛПХНд) ввиду их очень высокой твердости производится не лезвийным инструментом, а абразивными электрокорундовыми кругаьт (24А-ПП-99,5% ,). При этом образуется большое количество шлама, содержащего 10-15% частиц и 85-90% частиц чугуна следующего химического состава, мае, %: С 2,65-2,95; Si 0,45-0,55; Мп 0,45- 0,60; Сг 0,55-0,80; Ni 3,55-4,80; Mo 0,05-0,5. Этот пшам ранее не утилизировался и выбрасывался в отвал, Большое содержание в отвальном шламе всех легирующих элементов, входящих в состав чугуна для прокатных валков, предопределяет высокую технико-экономическую целесообразность его использования при плавке легированного чугуна в качестве заменителя части соответствующих дорогостоящих ферросплавов.

Пример, В дуговой электропечи ДС-5МТ с кислой футеровкой емкостью 5 т плавили чугун для прокатных валков исполнения СПХНФ-45, которые должны иметь следующий химический состав, мае, %: С 2,7-3,4; Si 0,6-1, Мп 0,5-0,8; Сг 0,5-1,0; Ni 0,7-1,2; V 0,15-0,27.

При расчете шихты расход ферросплавов осуществляли на среднее содержание химических элементов. Легирующие компоненты известной и предложенной смеси загружали в количестве 50 кг на 1 т металла на подину печи перед вводом в нее металлозавалки В составе легирующих смесей использовали подовьш шлак от сжигания мазута, содержащий, мас,%: 48,8; SiO 43,5; CaO 5,2; А120э 2,5; MgO 1,5; FeO 0,6; MnO 0,6; Ni 9,2; С 7,8 S 2,1; остальное - примеси - шпак производства ферром рганца, содержащий, мас.%: 36,6 СаО; 35,4 5,5 AljO,; 2,4 MgO; 0,3 FeO; 0,007 P; 0,7 S; 0,4 C; 17,2 MnO, - a также шпам абразивной обработки прокатных валков, содержащий 12% и 88% частичек металла следующего химического состава, мае, %: С 2,86; Si 0,52;-Мп 0,55; Сг 0,68; Ni 3,96; Mo 0,18; Fe - остальное, В качестве восстановителя использовали углерод в виде коксика,

Результаты сопоставительных плаво приведены в таблице.

Степень извлечения ванадия из смеси определяли по формуле

(Cv,

0,56-() Iv

где Б - масса ванадиевого шпака, кг;

Т - масса плавки, кг; v, - заданная концентрация ванадия в металле, %;

2

, ;к

10

15

20

25

5252124

- остаточная концентрация ванадия в металле;

0,56 - коэффициент пересчета пяти- окиси на металлический ванадий;

концентрация пятиокиси в ванадиевом шлаке, %; 1 - степень извлечения ванадия

из шлака,

Проведенные сопоставительные плавки показали, что использование предложенной смеси вместо известной позволяет повысить степень извлечения ванадия из смеси от 48,16% до 98,2%, что позволяет снизить в составе смеси количество наиболее дорогостоящего компонента - подового шпака от сжигания мазута на 6,9 кг/т для - получения 0,1% V, т.е. более чем в 2 раза. Это стало возможным за счет увеличения в смеси количества шлама абразивной обработки прокатных валков, в состав которого входят дорогостоящие легирующие элементы. Входящий в состав шлама глинозем существенно снижает вязкость кислых шлаков, поэтому в предложенном составе он служит эффективной разжижающей добавкой. Использование в качестве разжижающей добавки амфотерного окисла вместо основного окисла МпО не только снижает окисленность вьшла- вляемого чугуна, что, соответственно, способствует повышению степени извлечения ванадия из шлака, но и позволяет снизить количество восстановителя (углерода), необходимого для раскисления шлака, а также значительно уменьшить агрессивное действие ошака на кислую футеровку печи, что, в свою очередь, повышает стойкость футеровки и уменьшает разбавление образую щегося шпака кислыми окислами и уменьшает его количество. Меньшее количество шлака при использовании предложенной смеси обеспечивается также за счет большого содержания в ней металлической фазы в виде частиц чугуна шлама абразивной обработки валков, которые оказывают каталитическое влияние на процессы восстановления окислов. Количество в смеси подового шлака от сжигания мазута обос- новано необходимостью получения в чугуне для валков peглaмeнтиpoвaннo o требованиями технических условий содержания ванадия - 0,15-0,27%, При содержании в смеси подового шлака ме30

35

40

45

50

55

515

нее 20% не обеспечивается необходимое содержание в чугуне ванадия, а при со содержании более 34% начинает возрастать стоимость легирования за счет уменьшения доли абразивного шлама, вносящего в чугун никель, хром, кремний, молибден (см. таблицу, плавка 8)

При содержании в смеси шпама абразивной обработки прокатных валков бо- лее 70% снижается доля подового шлака от снижения мазута и не обеспечивается необходимое содержание ванадия в чугуне (см. таблицу, плавка 4), снижение содержания шлама в смеси ме- iiee 52% приводит к увеличению стоимости смеси (см. таблицу, плавка 8).

Содержание углерода в смеси (10- 14%) определяется его необходимым количеством для восстановления пяти- окиси ванадия подового пшака от сжигания мазута. Уменьшение и увеличение его содержания относительно этих пределов сопровождается снижением (Степени извлечения ванадия из шлака (плавка 4 и 8).

Таким образом, результаты опытных плавок свидетельствуют о том, что использование предложенной смеси вместо известной обеспечивает увеличение степени извлечения ванадия из шлака в 2,04 раза при снижении стоимости легирования и брака литья на 12%.

Применение предложенной смеси не требует изменения операций ее подготовки, загрузки и не сопровождается

5

5

52

Q

0

5

126

изменением технологических параметров плавки.

Возможность использования отходного материала для получения легированного валкового чугуна - шлама абразивной обработки прокатных валков решает вопрос сквозного извлечения дефицитных легирующих элементов - никеля, хрома, кремния, молибдена, а также важную народно-хозяйственную задачу - разработку отвалов вальцели- тейных заводов, улучшение санитарно- гигиенических условий окружающей среды и освобождения земельных площадей.

Формула изобретения

Легирующая смесь для выплавки валкового чугуна, содержащая углерод и подовый шлак от сжигания мазута, о т- личающаяся тем, что, с целью повьш1ения степени извлечения ванадия из шлака при снижении затрат на легирование чугуна и брака литья, она дополнительно содержит шлам абразивной обработки прокатных валков при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Углерод Подовый шлак от сжигания мазута

Шлам абразивной обработки прокатных валков

10-14

20-34

Остальное