СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ МАРГАНЦЕМ Советский патент 1995 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству марганецсодержащей стали.

Известен брикет для легирования марганцовистой стали, содержащий следующие компоненты, мас. алюминиевый порошок 3-20, жидкое стекло 0,5-5,0, малофосфористый марганецсодержащий шлак ферросплавного производства остальное.

Брикет обладает высокой восстановительной способностью, однако, не имеет десульфурирующих свойств.

Наиболее близкой по технической сущности является смесь для легирования стали марганцем следующего состава, мас. алюминий 12-15, известь 19-25, плавиковый шпат 5,5-6,5, марганцевый агломерат остальное.

Известная смесь имеет достаточную восстановительную способность, однако не обладает десульфурирующей способностью. Соединения кальция, содержащиеся в извести, входящие в состав компонентов смеси, не могут выполнять роль десульфуратора, так как оксид кальция будет связан в прочное соединение с оксидом кремния, значительное количество которого входит в состав марганцевого агломерата. Другие основные окислы, входящие в состав агломерата, не могут служить десульфураторами из-за их низкой концентрации в смеси. Кроме того, невозможно выполнить одно из главных условий десульфурации: глубокое раскисление металла, поскольку в состав известной смеси входит марганцевый агломерат, содержащий значительное количество оксида железа FeO, который служит источником кислорода для металлической ванны. А это отрицательно скажется на процессе десульфурации.

Наличие в известной смеси плавикового шпата приводит к выделению вредных фтористых соединений.

Цель изобретения повышение десульфурирующей способности смеси при сохранении высокой восстановительной способности.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для легирования стали марганцем, содержащая соединения кальция, алюминий и оксидный марганецсодержащий материал, дополнительно содержит оксид алюминия, в качестве соединения кальция содержит оксид кальция, а в качестве оксидного марганецсодержащего материала обесфосфоренный марганцевый химический концентрат при следующем соотношении компонентов, мас. оксид алюминия 11-13, оксид кальция 43-45, алюминий 11-13 и обесфосфоренный марганцевый химический концентрат 30-34.

В состав смеси введен обесфосфоренный марганцевый химический концентрат следующего состава, мас. MnO₂ 98,0; Al 0,03; Ni 0,02; Na + K 0,03; Cr 0,02; Ca 0,03; C 0,007; Ti 0,04; Mg 0,03; Si 0,015; Co 0,014; P 0,01 (TУ6-02-2-952-88). Наличие в составе смеси обесфосфоренного марганцевого химического концентрата ускоряет, благодаря интенсивному перемешиванию металла и смеси и значительному увеличению поверхности контакта, переход соединений серы из металла в шлак и позволяет достичь высокой степени десульфурации.

Концентрат обеспечивает высокие показатели извлечения марганца и получение кондиционной, по содержанию марганца, стали. При содержании концентрата в смеси менее 30% его недостаточно для формирования такой поверхности контакта металла и смеси, которая бы обеспечила высокую десульфирующую способность. Кроме того, невозможно будет ввести в сталь необходимое количество марганца.

Увеличение содержания марганцевого химического концентрата в смеси до более 34% ухудшает физические свойства шлакового расплава.

Присутствие в смеси оксида алюминия в количестве 11-13% создает благоприятные условия для десульфурации металла. Оксид алюминия, снижая вязкость шлака, увеличивает скорость ассимиляции сульфидов частицами шлака. При этом снижение вязкости шлака способствует и достижению высокой восстановительной способности. Содержание в смеси оксида алюминия менее 11% недостаточно для разжижения шлака, а более 13% оксида алюминия повышает вязкость шлаковой системы.

Оксид кальция, входящий в состав смеси в количестве 43-45% обеспечивает процесс десульфурации расплава металла, формируя соединения сульфида CaS. Кроме того, присутствие достаточного количества оксида кальция делает смесь высокоосновной, что позволяет достичь высокой степени извлечения марганца.

Наличие в составе смеси 11-13% алюминия обеспечивает восстановление оксидов марганца и раскисление металла. Кроме того, образующийся в процессе восстановления и раскисления оксид алюминия, совместно с оксидом алюминия, входящим в состав смеси, способствует десульфурации металла.

Содержание в смеси алюминия менее 11% не позволяет эффективно провести процесс восстановления марганца. При содержании алюминия в смеси более 13% значительная часть его угорит, что приведет к нерациональному использованию алюминия.

П р и м е р Смеси различных составов получали смешиванием компонентов. Состав предложенной смеси готовили при следующем соотношении компонентов, мас. оксид кальция 42-46, оксид алюминия 10-14, алюминий 10-14, обесфосфоренный марганцевый химический концентрат 28-38.

Состав известной смеси, соответствующий прототипу, содержал, мас. алюминий 14, известь 20, плавиковый шпат 6, марганцевый агломерат 60.

Плавки с использованием смесей для легирования проводили в индукционной печи ИСТ-006 садкой 60 кг. В качестве металлошихты использовали полупродукт следующего состава, мас. С 0,05-0,08; Mn 0,19-0,23; Si 0,03-0,06; S 0,018-0,021; Р 0,010-0,014. Содержание марганца в готовой стали 0,50-0,80%
Пробы металла на химанализ отбирали после расплавления шихты и после ввода смеси на пятой и десятой минутах. Температуру металлической ванны измеряли термопарой погружения типа ВР5/20. Технологические показатели опытных плавок представлены в таблице.

Лучшие результаты получены на плавках 2, 3 и 4, где количество компонентов легирующей смеси соответствовало заявляемой.

На плавке 5 незначительное снижение содержания серы связано с повышенной вязкостью шлака, а низкая степень извлечения марганца с недостаточным количеством марганцевого агломерата в смеси. На плавке 6 легирование осуществляли известной смесью. Степень восстановления оксидов марганца высокая (97%), но степень десульфурации не превысила 20% из-за недостаточного количества оксидов кальция.

При использовании заявляемой смеси для легирования стали марганцем достигнут существенный уровень десульфурации (снижение содержания серы на 35-40% ) при сохранении высокой восстановительной способности степень извлечения марганца 97-98%

Сущность изобретения: смесь содержит, мас. оксид алюминия 11 13; оксид кальция 43 45; алюминий 11 13; обесфосфоренный марганцевый химический концентрат 30 34. 1 табл.

СМЕСЬ ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ МАРГАНЦЕМ, содержащая соединение кальция, алюминий и оксидный марганецсодержащий материал, отличающаяся тем, что, с целью повышения десульфирующей способности при сохранении высокой восстановительной способности, она дополнительно содержит оксид алюминия, в качестве соединения кальция содержит оксид кальция, а в качестве оксидного марганецсодержащего материала обесфосфоренный марганцевый химический концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.

Оксид алюминия 11 13
Оксид кальция 43 45
Обесфосфоренный марганцевый химический концентрат 30 34