Способ выплавки стали Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

Изобретение относится к черной металлургии,, конкретнее к способам выплавки ванадийсодержащих сталей в электродуговых печах.

Известен способ выплавки стали с использованием ванадия из конверторного ванадиевого шлака, при котором ванадиевый шлак вводят в завалку или в период плавления Совместно с известью и восстановителем в соотношении ,1: (О, 5-1 ,5) : (О, 1-0,5) 1 .

Недостатком указанного способа является повышенное содержание в шлаке плавления окислов ванадия и марганца, в связи с чем становится затруднительным скачивание окислительного шлака.

Кроме того, ресурсы ванадиевого шлака в стране ограничены и не обеспечивают производства необходимого объема 1ванадийсодержа цей стали повышенной прочности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выплавки стали,включающий расплавление шихты, легирование ванадием за счет ванадийсодержа щих материалов, в том числе ванадиевого металлоотсева, доводку и выпуск 2 .

г1едостатками известного способа являются относительно низкое усвоение ванадия - 89,5%, повышенный угар марганца .при выплавке высокомарганцевой стали методом сплавления или переплава - до 15%; повышенное содержание в шлаке плавления окислов ванадия и марганца - до 1,9% и 36% соответственно, в связи с чем становится

10 невозможным скачивание шлака плавления.

Цель изобретения - повышение степени извлечения ванадия и марганца из шлака плавления.

15

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выплавки стали, включающему расправление шихты, легирование ванадием за счет ванадийсодержащих материалов, в том числе

20 ванадиевого металлоотсева, доводку и выпуск, согласно изобретению, в завалку вводят ванадиевый металлоотсев, известь или известняк и молотый кокс в соотношении 10:(4-7):(О,4-0,7У

25 в количестве 1-15%-от веса металлозавалки, равными порциями в начале и середине завалки.

Указанное соотношение составляющих смесь (ванадиевый металлоотсев, из30весть и моло- ый кокс) обеспечивают достаточно высокую основность шлака низкое количество окислов в нем, сни жение потерь марганца, повышение усвоения ванадия и снижения содержа ВИЯ вредных примесей в готовом метал ле. , При снижении концентрации одног из составляющих компонентов смеси не достигается максимальный эффект в восстановлении ванадия из шлака и получении качественного металла, увеличение концентраций приводит к неоправданному расходу материалов и увеличению себестоимости стали. Влияние состава смеси на усвоение легирующих элементов приведено в табл. 1.Углерод, содержащийся в металлической фазе ванадиевого металлоотсева, благодаря тесному контакту с окислами железа и ванадия из шлаковой фазы, способствует их восстанов лению и переходу в металл, выгорая при этом до довольно низких значений. , Однако этого углерода недостаточно для полного восстановления окислов, поэтому по предлагаемому способу следует вводить в печь молотый кокс в период завалки. Преимуществом применения кокса и качестве восстановителя является то, что газообразные продукты реакции восстанови ления не создают дополнительного количества шлака. Кроме тогоосновност шлака плавления не снижается.Содержание углерода в металле после расплавления шихты находится .в пределах марочного состава. Содержание окислов ванадия и марганца в шлаке плавления снижается до 0,2-0,42 и 18-23% соответственно благодаря чему создается возможность- частичного скачивания этого шлака без значительных потерь марган ца и ванадия. Скачивание части шлака способствует снижению содержания в металле примесей серы и фосфора,что в свою очередь, позволяет применять для легированияменее дорогостоящий углеродистый ферромарганец марки ФМН78К с повышенным содержанием фосфора (до 0,45%). Оптимальное количество смеси уста новлено из следующих условий. Введение смеси в количестве 1,0% обеспечи вает концентрацию в стали ванадия (0,05%), создающую заметный эффект повышения качественных характеристик металла, при введении смеси в количестве 15% в печи образуется чрезмерное количество шлака, что увеличи вает потери легирующих элементов, затрудняет ведение технологического процесса и увеличивает расход электроэнергии и продолжительность плавки. Что же касается ввода смеси равными порциями в начале и середине завалки, то эффективность и целесообразность этого приема определена условиями шлакообразования и техноло; гичностью периода завалки. В этом случае обеспечивается образование шлака с момента образования первых порций жидкого металла и постепенного увеличения количества шлака с ростом объема расплавленного металла. Раннее и последовательное шлакообразование создает благоприятные условия для быстрого прохождения восстановительных реакций и более полного усвоения металлом : марганца и ванадия. Пример. В 6-тонной основной электродуговой; печи выплавляется сталь марки 110113ФЛ. В первых двух плавках, согласно известному способу, металлоотсев загружают в печь в середине завалки в количестве 800 кг в смеси с известью. Стального лома и чугуна -.по 6000 кг, ферромарганца ФМн1,5 по 1000 кг. Содержание ванадия в металлоотсеве 2,6%, зашлако- ванность 26%. В последующих 4-х плавках 800 кг металлоотсева в смеси с 400 кг известняка и 40 кг молотого кокса загружают равными порциями на поди- . ну печи и в середине завалки,состоящей из 6000 кг лома и 1060 кг ферромарганца, из них 500 кг Фин78К. Технологические показатели процесса плавки приведены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что содержание окислов ванадия и марганца в шлаках, полученных при выплавке высоком&рганцевой стали по предлагаемому способу, ниже, чем по известному. Основность шлаков по предлагаемому способу выше, а содержание фосфора и готовой стали ниже, чем в известном способе. Усвоение ванадия металлом достигает 97% против 89% по известному способу, при этом расширяется объем производства высококачественных ванадийсодержащих сталей. Среднее усвоение марганца составляет 91% против 85% в известном способе, за счет чего достигается экономия этого ценного легирующего элемента. .J Производство ванадийсодержащих стаей предлагаемым способом обеспечит значительный экономический эффект за счет экономии ванадия и марганца.

1Л го

VO 00 00 об

о

о. о

1Л Г

ш

V

гН тН

о

СТ

го (N ГО

I

ГЧ

л

ГО О

п

VO CN

dP О (Ti

dP (N Oi

dP

eri

00

r

O rvl

vo см

N

го оо

CM ro

VO

о о о

а

1 г

Т1

о

го

CN

CN

CN

CN

го

01

«г

CN

Формула изобретения

Способ выплавки стали, включающий расплавление шихты, легирование ванадием за счет ванадийсодержащих материалов , в том числе ванадиевого металлоотсева, доводку и выпуск, о тличающийся тем, что/ с целью повышения степени извлечения ванадия и марганца из шлака плавления, в завалку вводят ванадиевый металлоотсев, известь или известняк и молотый кокс в соотношении 10:(4-7):(0,4-0,7) в количестве 115% от веса металлозавалки, равными порциями в начале и середине завалки. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 665003, кл. С 21 С 5/52, 1977.