Шихта для выплавки быстрорежущей стали Советский патент 1982 года по МПК C21C5/52 

(54) ШИХТА ДЛЯ ВЬтЛАВКИ БЫСТРОРЕЖУЩЕЙ СТАЛИ

Изобретение относится к черной металлургии и кюжет быть использовано в электросталеплавильных цехах при выплавке быстрорежущей стали ,

Известна шихта для выплавки быстрорежущей стали, состоящая из отходов, выплавляемой стали или стали, близкой ей по составу (до 80%), ферровольфрама, феррохрома и отходов сталей с низким содержанием фосфора или мягкого железа Г.

Однако такой состав шихты не обеспечивает необходимого усвоения легирующих элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату К;изобретению является шихта для выплавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали, и/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых стгшей и ферросплавы С 2 J.

Недостатками известной шихты являются неравномерное распределение вольфрама в объеме металла, его низкое усвоение и повышенная себестоимость, выплавляемой на ней быстрорежущей стали, связанные с высокой (более ) температурой плавления плотностью (15,5 г/см) и стоимостью ферровольфрама.

Цель изобретения - обеспечение более равномерного распределения вольфрама в объеме металла повышение его усвоения к снижение себестоимостистали. .

Поставленнгш цель достигается тем,

10 что шихта для выплавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали и/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых сталей и ферросплавы, дополнительно 15 содержит вольфрамсодержащий шпак с отношением концентраций CaO:S10,равным 1:(О,25-0,50), при следующем соотношении компонентов, вес.%: Отходы выплав20ляемой СТсШИ и/или сталей близкого химического соста20-90ва

25

Отходы углеродистых ста4-60лей

Вольфрамсо1-8держащий шлак

30 Остальное Ферросплавы При использовании в составе шихт для выплавки быстрорежущей стали ту плавкого ферровольфрама, имеющего большой удельный вес, он оседает на подине и очень Медленно рас воряется, что приводит к его неравномерному распределению в объеме ме талла и повышеннц 1 потерям вольфрама. Введение в состав шихты 1-8% вольфрамсодержащего шлака, содержащего термодинамически неустойчивый окисел вольфрама (WOj), приводит к быстрому растворению и равномерному распределению вольфрама в объеме металла благодаря двум параллельно протекающим npoueccaivi: восстановлению вольфрама из Wp, и его растворе нию в железе. Кроме того, при восстановлении вольфрама углеродом расплава по реа WO- + ЗС W ЗСО образуется окись углерода, снижающа окислительный потенцигш печной атмо феры, что приводит к уменьшению оки ления вольфрама в период плавления шихты и к увеличению его усвоения. При введении в состав шихты мене 1% вольфрамсодержащего шлака, его количества оказывается недостаточно дПя снижения окислительного потенци ла печной атмосферы в течение всего периода плавления шихты, что приводит к увеличению окисления вольфрама и .снижению его усвоения. Использование в составе шихты более 8% вольфрамсодержащего шлака приводит к увеличению количества шлака в период плавления шихты, к затруднению восстановления из него вольфрама и повьаиению его потерь с удапяемьпл из печи шлаком. В процессе плавления шихты на поверхности жидкого металла образуется шлак, содержащий количество окислов вольфрама, значительно п,вышающее необходимое для равновесия с металлсмл, что препятствует окислению вольфрама и переходу его из стали в шлак. Отношение концентраций CaOcSrO, в вольфрамсодержащем шлаке, как 1:{0,25-0,5) обеспечивает основность (CaO/Si 02.) шлака плавления в пределах 2-4, что облегчает условия восстановления вольфрама из шлака в металл. Это связано с тем, что при раскислении вольфрамсодержащего ишака реакция восстановления окислов вольфрама происходит тем полнее, чем ниже в нем активность кремнезема.При основности шлака в пределах 2--4 .весь кремнезем связан в термодинамически: прочное соединение ортосиликат кальция 2CaOS102 что приводит к снижению его активности и потерь вольфрама вследствие облегчения условий его восстановления Из 1алака. Снижение основности вольфрамсодержащего шлака менее 2 приводит к увеличению активности в нем кремнезема и потерь вольфрама из-за ухудшения условий его восстановления из шлака. Увеличение основности шлака вьше 4 не приводит к дальнейшему снижению в нем активности кремнезема и потерь вольфрама. Пример. Оголтные плавки быстрорежущей стали Р6М5 выплавляют в 1 опытно-промлдленных условиях на известной и предлагаемой шихте в 25-тонной дуговой электропечи. После выпуска предыдущей плавки и заправки печи на подину присаживают известную или данную шихту. В середине периода плавления шихты из печи на анализ отбирают пробу гаэа. Металл разливают в прямоугольные изложницы для слитков массой 1150 кг. Для определения распределения вольфрама в объема металла по высоте слитка отбирают стружку для химического анализа стали. По результатам химического анализа и взвешивания металла рассчитывают усвоение вольфрама. Результаты сравнительных плавок представлены в таблице. Из представленных данных видно, что более равномерное распределение вольфрама по высоте слитка получено при использовании в составе предлагаемой шихты для выплавки быстрорежущей стали 1-8% вольфрамсодержащего ишака. Усвоение вольфрама при зтом увеличивается на 2,0-2,9 отн.%, а содержание кислорода в печной атмосфере снижается в 2,4-3,6 раза. Ожидаекый экономический эффект от внедрения шихты в производство составляет 390,0 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Шихта для выплавки быстрорежущей стали, содержащая отходы выплавляемой стали и/или сталей близкого химического состава, отходы углеродистых сталей и ферросплавы, о т л ичающаяся тем, что, с целью обеспечения более равномерного распределения вольфрама в объеме металла, повышения его усвоения и снижения себестоимости стсши, шихта дополнительно содержит вольфрамсодержащий шлак с отношением концентраций CaOtStO, равным 1-ДО,25-0,50), при следующем ссот-нсяаении компонентов, вес.%:

Отходы выплавляемой стали

и/или сталей близкого химического соста20-90ва

Отходы углеродистых ста4-60лей

Вольфрамсо1-8

держащий шлак Остальное Ферросплавы

Источники информации, лл принятые во внимание при экспертизе

: 1. Поволоцкий Д.Я. и др. Электрометаллургия стали и ферросплавов.М.,

. Металлургия, 1974, с. 275.

« 2. Металлург, 1971, 1,

с; 22.