Легирующая смесь Советский патент 1990 года по МПК C21C5/52 C22C35/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке ванэдийсодержащих сталей в электропечах с кислой футеровкой.

Целью изобретения является снижение расхода ванадия и высококачественного стального лома, уровня брака отливок пб горячим трещинам за счет уменьшения в металле количества примесей цветных металлов и неметаллических включений и повышения его однородности.

Предлагаемая легирующая смесь, включающая ванадийсодержащий материал, восстановитель и шлакообразую- щий материал, содержит в качестве ва- надийсодержащего материала ванадие- вый металлопродукт при содержании в

нем ванадия 1-10%, в качестве вос-- становителя - брикеты алюмомагниевого сплава, а в качестве шлакообразующе- го материала - кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ванадиевый металлопродукт85-95Алюмомагниевые брикеты1-3

Кварцевый песокОстальное

Ванадиевый металлопродукт представляет собой шлакометаллический материал, образующийся при магнитной сепарации дробленого ванадиевого конвертерного шлака. Металлопродукт состоит ич 60-85% металла и 15-40% ванадиевого шлакэ, расположенного на поверхности металла. ОсСЛ

СП

а

ос

новными компонентами металлической фазы являются железо (96-99%) и углерод (0,5-3,5%). Шлаковая часть ме- таллопродукта имеет следующий состав, мае. %:

Пятиокись ванадия1,8-17,8

(содержание ванадия 1-10%)

Оксиды железа21,7-36,1

Оксиды марганца7,0-12,0

Оксиды кремния15,0-25,0

Оксиды титана6,0-10,0

Оксиды хрома1,8-3,0

Оксиды кальция,

магния, алюминияОстальное

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 окис- лов из шлаковой фазы и более равномерному их распределению в жидком металле.

Брикеты из стружки алюмомагниево- го сплава, содержащего 93-95% алюми- ния и 5-7% магния, массой 3-4 кг обеспечивают строгое дозирование и необходимое соотношение компонентов в смеси.

Кварцевый песок, используемый для заправки печи и шлакообразования, содержит 95-99% кремнезема.

Использование в смеси ванадиевого металлопродукта ниже нижнего предела (менее 85%) не обеспечивает необходимого содержания ванадия в металле, а выше верхнего (более 95%) создает избыточные (вредные для литой стали) концентрации ванадия и удорожает легирование .

Введение брикетов из алюмомагние- вого сплава ниже нижнего предела (М%) не обеспечивает необходимой степени восстановления ванадия и марганца из оксидов, а выше верхнего - вызывает образование тшроэффекта и избыточное восстановление кремния.

Недостаточная -присадка кварцевого песка не оказывает влияния на загущение печного шлака, что уменьшает интенсивность кремневосстановитель- ных процессов, а большая (3%) ведет к повышению вязкости шлака и вызывае интенсивное избыточное восстановлени

10

15

20

25 JQ

605684

кремния, что, в конечном итоге, приводит к охрупчиванию стали.

При обработке деталла алюмомагни- евыми брикетами создается эффект бар- ботирования металла, за счет чего достигаются лучшие условия перемешивания, в результате повышается 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 металло- продукт снижает концентрации в металле олова, свинца, мышьяка и меди. Применение вторичного алюминия для раскисления стали и стального покупного лома ведет к систематическому накапливанию в стали этих элементов, которые,, растворяясь в металлической матрице1 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 промышленных 6-т электродуговых печах с кислой футеровкой были проведены плавки стали 45ФЛ с использованием легирующей смеси (известной и предлагаемой).

Массу вводимых смесей рассчитывают из условия введения ванадия в пределах марочного состава1 стали 45 ФЛ и восстановления его в пределах до 90-95%.

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 ванадия в стали, а поскольку в нем значительно (60-85%) часть составляет металлическая фаза, в состав которой входят углерод (6,5-3,5%) и ванадий (0, 04-0,12%), расход ванадия и покупного стального лома снижается. Кроме тогЪ, ванадий распределяется в жидком

35

40

45

50

55

515

металле более равномерно, так как он восстанавливается из шлаковой фазы металлопродукта (2% ванадия) и переходит в металл менее концентрирован- но, чем при восстановлении из ванадиевого шлака (где содержание ванадия Х-1 0%) . Металлическая фаза металлопродукта 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 кремнийванадиймарганецвосстановитель- ном .процессе, а жидкотекучесть шлака перед выпуском металла из печи достигается присадками известняка.

Введенные совместно металлопродукт алюмомагниевые брикеты и кварцевый песок стимулируют восстановительные реакции и стабилизируют температуру металла, так как отбирается значитель-

ное 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 повышение 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 ухудшению восстановления ванадия из шлаковой фазы.

В табл.2 приведены данные по снижению продолжительности плавок при

0

5

5

0

оптимальном соотношении металлопродукта, алюмомагниевых брикетов и кварцевого песка. Снижение расхода в шихте стального лома пропорционально увеличению расхода предлагаемой смеси, однако при этом снижается степень восстановления ванадия и марганца и повышается продолжительность плавок. Кроме того, понижается однородность 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 ванадия, стального лома, уровня брака по горячим трещинам, продолжительности плавок.

Формула изобретения

Легирующая смесь, содержащая вана- дийсодержащий материал, восстановитель и шлакообразующий материал, о т- личающаяс-я тем, что, с целью 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 повышения его однородности, она содержит в качестве ванадийсодержащего материала ванадиевый металлопродукт при содержании в нем ванадия 1-10%, в качестве восстановителя - брикеты алюмо- магниевого сплава, а в качестве шла- кообразующего материала - кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ванадиевый металлопродукт85-95Брикеты алюмо- магйиевого сплава1-3 Кварцевый песок Остальное

(л ON О U1

о

OS

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.

Известная смесь 10/35,7 0,6/2,12,4/8,6

Предлагаемая смесь

0,009 0,004 0,014 0,10

0,017 91,1

Таблица 2