Способ выплавки ванадийсодержащихСТАлЕй Советский патент 1981 года по МПК C21C5/52 

(54) СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ

Изобретение огносится к области черной металлурхии, конкретнее к способам выплавки пеги)ованной инструментальной ванадийсодержащей стали в основных электросталеплавильных печах. По действующим ГОСТам и стандартам содержание кремния и марганца в легированной инструментальной ванадийсодержащей стали не должно превьшать 0,350,40% каждого из элементов ij. Применяемый при выплавке этих марок стали феррованадий является дефицитным .дорогостоящим ферросплавом и часто содержит повьш1енное количество марганца и кремния, что затрудняет получение стали с низким содержанием этих элементов. Известен способ выплавки ванадийсодержащих сталей е электросталеплавильны печах, включающий наведение окислительного щлака ванадийсодержащим шлаком и известью при соотнощении (2-5): :1 вес.ч. 2. Этот способ не обеспечивает достаточно высокой степени извлечения ванадия из его окислов и не может быть применен для получения стали с повьпценным (15%) содержанием ванадия. Кроме того, выплавка ванадийсодержащей стали с яопопьзо нием этого способа характеризуется значительной продолжительностью к повйшенными энергозатратами. Известен также способ выплавки стали, содержащей ванадий, заключающийся во введении в растшав концентратов из окислов ванадия в смеси с ферросилицием, алюминием, карбидом кальция и коксиком Гз. Присутствие в смеси кроме ферросилиция сильных раскислите лей (алюминия к карбида кальция) приводит к получевиоо стали с повышенным содержанием кремния, а также марганца, содержащегося в вана- дийсодержащих концентратах. По этой причи11е способ не может быть использован для выплавки ванадийсодержащей стали с ограниченным содержанием марганца к кремния, например легированной инструментальной стали. Присутствие в смеси хокскка еще более затрудняет получение стали с низкой концентрацией кремния и марганца. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ выплавки ванадийсодержащих сталей, заключающийся в проплавлении шихты, проведении окислительного и восстановительного периодов, раскислении алюминием и силикокальцием с использованием для легирования стали ванадием ванадиевого конвертерного шлака, вводимого в восстановительный период после восстановления кремния совместно с восстановителями и легирующими, со ; стоящими из конверторного шлака, дробленого ферромарганца или силикомарган ца, алюминиевого порошка или крупки, известняка или извести в.следующем соотно .шекии, килограмм на 1 т металлозавалки: конвертерный шлак 10-20j ферромарганец или силикомарганец 5-15; алюминий 0, известняк (известь) 1-3 |4. j Налччие кремния в перед ввоДом в него восстановительно-легирующей смеси, а также присутствие в смеси крем ремарганцевых материалов и алюминия, 5беспечивая достаточно эффективное извле : ение ванадия из шлака в металл, практическк исключают возможность получения Легирован:ной инструментальной стали с НИЗКИМ содержанием марганца и кремния. Присадка окислов ванадия в восстановительный шлак, количество которого состав ляет обычно 4-7% от веса металла, снижает концентрацию сжислов ванадия () в шйаке, что приводит к уменьЦ1ению скорости восстановительных процессов. Кроме того, известный способ мо жет быть осуществлён только в электропечах с кислой футеровке. Целью изо етения является снижение содержания кремния и марганца в стали, интенсификация прсжесса восстановления ванадия из его окислов и экономия ферро сплавов. Цель достигается тем, что по способу выплавки банадийсодержащих сталей в эле ктросталеплавильных печах, включающему проплавление шихты, проведение окислительного и восстановительного периодов, раскисление алюминием и силикокальцием с использованием для легирования стали ванадием легирующе-восстановительной смеси, состоящей из Окислов -ванадгга, дробленого восстановителя и извести, оки слительный период проводят до получения в металле 0,15-0,25% углерода, а перед присадкой легирующе-восстановительной смеси производят полное скачивание восстановительного шлака и вводят легирующе-восстановительную смесь, состоящую из окислов ванадия, 75%-нрго ферросилиция и извести, скачивают образовавшийся шлак, вводят в металл окисные соединения вольфрама и молибдена в стехиометрическом соотношении к содержанию кремния в металле и известь, науглероживают металл и производят его окончательное легирование. Обезуглероживание металла в окислительный период производят до 0,15-0,25% углерода. Низкое содержание углерода создает благоприятные условия для удаления из металла кремния в период ввода в него окисных соединений вольфрама и молибдена, так как высокое содержание, углерода в инструментальной стали (до 2,2% в стали марки Х12ВМ, ГОСТ 595073) затрудняет окисление кремния. При содержании углерода в металле менее 0,15% резко возрастает его окисленность, что затрудняет извлечение ванадия из его окислов в период присадки легирующе-восстановительной смеси. При содержании углерода более 0,25% ухудшаются условия окисления кремния кислородом (жисных соединений вольфрама и молибдена. Полное скачивание основного восстановительного шлака обеспечивает получение после присадки восстановительно-легирующей смеси (окислов ванадия, 75%-ного ферросилиция и извести) высокого содержания пятиокиси ванадия в шлаке, интенсивное восстановление ванадия кремнием находящегося в шлаке порошка ферросилиция и формирование жидкоподввжного (за счет добавок извести) кислого шлака после извлечения ванадия из его окислов. Наличие кислого шлака позволяет достаточно полно удалить марганец из металла благодаря образованию силикатов марганцаДля предотвращения возможности восстановления марганца в последующие периоды плавки (в частности, в периоды науглероживания и раскисления алюминием и силикокальцием) шлак после полного извлечения из него ванадия полностью скачивают. Металл после скачивания кислрхю шлака содержит повышенное количество кремния, так как ферросилиций для более полного восстановления ванадия из его окислов вводят в избытке. Для окисления кремния мегалл обраба гывагог окисными соединениями вольфрам и молибдена, вводя их в стехиомегрнческом соогношении к суммарному содержанюо кремния в металле. Вольфрам и молибден обладают значительной восстанови мостью и гфи низком содержании углерода .,в метйлле их окислы достаточно полно окисляют кремний, результатом чего является частичное предварительное легирование металла вольфрамом и молибденом и экономия ферросплавов. В результате эосстановления вольфрама и молибдена в печи образуется шлак, состоящий в основном из кремнезема. Присадка извести связывает кремнезем с окисью кал ция, что способствует более полному уда лению кремния и.повышает стойкость основной футеровки. Науглероживание металла (с учетом углерода, который вносится с ферросплавами) производят для получения марочного содержания углерода в стали. Ферросплавы вводят для окончательного легирования стали вольфрамом и молибденом, а также хромом, кобальтом и другими элементами. - Пример осуществления способа. Выплавку штамповой стали для холодного дефсрмирования марки 8ХВЗМ $,Ф2, содержащей,%: 0,75-0,85 ,15-0,40 МиГоДЗ - 0,40 5-i ,5-4,5 С Г2,53,2 «Г2,5-3,0 Мо и 1,9-2,5 V, проводят в 20 тонной основной элекгростале плавильной печи. Шихтовку плавки производят из расчета .получения в металле по расплавлении 0,5-0,6% углерода. Окислительный период проводят до получения в металле 0,2% углерода при . Восстановительный период проводят до получения в металле содержания серы не более 0,015% . Производят, полное скачивание восстановительного шлака и присаживают легирующе-восстановительную смесь, состоящую из 1,15 т технической пятиокиси вач надия (80% Vi Оу, 12% FeO, 8% Мпо), .0,7 т порощка .75%-нсЯо ферросилиция и 0,6 т извести. Присадку смеси производят порциями в 3- 4 приема, не допуская.юнижения температуры металла менее 1580С., После извлечения ванадия из шлака (содержание j- в шлаке не более 0,3%) проводят полное скачивание кислого шлака с отношением СаО/ ,7. С этим шлаком удаляется 80-90% .марганца, содержащегося в металле. Металл после скачивания щлака содержит 0,15% МИ и 0,6% i . После этого на зеркало металла присаживают 0,55 т вольфрамитового концентрата (v70%W), 0,6 т , извести и 1фО113водят науглероживание металла до 0,4% путем вдувания в ванну пфощкообразного карбонизатора. Окончательное легирование стали осуществляют путем ввода в металл 1,1т 70%-ного углеродистого феррохрома(7% С), О,2 т 7О%-ного ферровольфрама и 1 т 50%-ного ферромолибдена. Металл перед выпуском содержит,% О,8 С; 0,05 S-i, 0,10 Ж;3,9 О; 2,9Vt4 2,5 Мо и 2,4 V . Окончательную корректировку химического состава металла, а также раскисление алк минием- и силикокапьцием произ-. водят в процессе выпуска плавки на желобе и в ковше.. Применение предлагаемого способа наиболее перспективно в электросталеплавильных цехах, специализирующихся на выплавке сложнолегированных инструмен1тальных ванадийсодержащих сталей с низКИМ содержанием и кремния. Формула изобретен и я Способ выплавки ванадийсодержащих сталей, включаю1ций проплавление шихты, проведение окислительного и восстановительного периодов, раскисление алюминием и силикокальцием с использованием для легирования стали ванадием легирующевосстановительнсА смеси, состоящей из окислов ванадия, дробленого восстановителя и извести, отличающийся тем, что, t; Целью снижения содержания кремния и марганца в стали, интенсификации процесса восстановления ванадия вз егоЪкислов и экономии ферросплавов, окислительный период проводят до получения в металле 0,15-0,25% углерода, пе:. ред присадкой легирующе-восстановительнс смеси производят полное скачивание восстановительного шла.ка и вводят легирующенвосстановительную смесь, состоящую из окислов ванадия, 75%-ного ферро силиция и извести, скачивают офазсжавийся шлак, входят в металл окисные соеинения вольфрама и молибдена в стехиоетрическом соотношении к содержанию ремния в металле и известь, науглерожиают металл и производят его окончательое легирование. Источники информации, пр инятые во внимание при экспертизе

Й361258

2.-Авторское свидетельство СССР4. Автс эское свидетельство СССР N. 285822, кл. С 21 С 5/52, 1978. № 605839, кл. С 21 С 5/52, 1978.