RU1836441C - Способ производства ванадийсодержащей стали - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : способ включает завалку шихты, плавление, окисление расплава, скачивание окислительного шлака , легирование стали путем присадки материала с окислами ванади  в количестве 10-50 кг/т и последующим восстановлением ванади  из окислов с помощью восстановител . После скачивани  окислительного печного шлака на зеркале металла навод т шлак путем присадки шамотного бо , извести и плавикового шпата в соотношении 6:3:1, а в качестве материала с окислами ванади  используют зольньда отходы ГРЭС, причем отношение масс наводимого шлака и зольных отходов ГРЭС составл ет 0,3-0,5, После выдержки 3-5 мин в печь ввод т восстановитель . 3 табл.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к производству черных металлов, в частности к выплавке качественных сталей в электропечах.

Целью изобретени   вл етс  улучшение качесгёенных показателей (снижение загр зненности стали сульфидными неметаллическими включени ми, повышение механических свойств) и снижение затрат на легирование.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе, включающем завалку шихты, плавление, окисление расплава, скачивание окислительного шлака, легирование стал путем присадки высокосернистых ванадийсо- держащмх зольных-отходов ГРЭС в количестве 10-50 кг/т и последующим восстановлением ванади  из высокосернистых ванадийсодержащих зольных отходов ГРЭС

путем, после скачивани  окислительного печного шлака на зеркале металла навод т шлак путем присадки шамотного бо , извести и плавикового шпата в количестве 5-15 кг/т с соотношением масс 6:3:1, рассредоточено присаживают зольные отходы ГРЭС и после выдержки 3-5 мин в печь ввод т восстановитель. Отношение массы наводимого шлака из шамотного бо . извести и плавикового шпата и зольных отходов составл ет 0,3-0,5,

Сущность предлагаемого способа заключаетс  в следующем: после проведени  окислительного периода плавки производ т скачивание окислительного печного шлака, металл раскисл ют ферросилицием из услови  получени  в металле 0,15% SI и присаживают шамотный бой, известь и

00 СА) О Ј Ь.

СО

плавиковый шпат а соотношении 6:3:1 дл  .наводки шлака с низкой основностью, который будет существенно преп тствовать переходу серы в металл в момент присадки и выдержки в печи высокосернистых зольных, отходов ГРЭС.

С учетом того, что в зольных отходах ГРЭС сера находитс  в сульфатном состо нии (в соединени х с ванадием, железом и никелам) при нагреве дольных отходов до температуры- сбыте 900-С и последующем их плавлении сера удал етс  а газовую фазу . Улучшение условий удалени  серы в газовую фазу и восстановлени  ванади  способствует также рассредоточенна  присадка в печь зольных отходов..

Соотношение 6:3:1 совместное кремнеземом , обеспечивает получение шлака с основностью 0,5-0,8 и с в зкостью 0,5 Пз. котора  не преп тствует переходу в металл восстанавливающих корольков ванади . При изменении соотношени  в сторону увеличени  основности шлака выше 0,8 наблюдаетс  переход серы в металл в результате повышени  ее активности, а при изменении соотношени  в сторону уменьшени  основности менее 0,5 увеличиваетс  в зкость образующегос  шлака до 1,5-2,0 Пз, в результате чего в нем запутываютс  корольки лигатуры и уменьшаетс  степень ее усвоени .

Соотношение 0,3-0,5 регламентирует массу шлака и зольных отходов, поскольку даже при благопри тных физико-химических свойствах ;шлака (основности 0,5-0,8) . увеличение массы присаживаемой золы (соотношение 0,3) приведет к насыщению металла серой, т.к. шлак не обеспечивает защитной роли, а при увеличении массы шлака (соотношение больше 0,5) ухудшает процесс перехода корольков ванадиевого сплава, т.к. он запутываетс  в его большей массе.

Количество зольных отходов ГРЭС (10- 50) кг/т выбираетс  из услови  введени  в сталь ванади  в количестве 0,15-0,85%.

Расход зольных отходов ГРЭС 10 кг/т при 80% усвоени  обеспечивает введение в сталь 12Х1МФ (ГУ 14-1-1529-84} не менее 0.15% ванади , а расход зольных отходов 50 кг/т позвол ет ввести в сталь ЭИ-415-ПВ (17-129-14-86)0,85% ванади .

Уменьшение зольных отходов (менее 10 кг/т) или их увеличение более 50 кг/т приводит к браку по химсоставу .(в первом случае ванадий-ниже , а-чво втором-выше 0,85%)

Количество восстановител  (алюминиевый порошок, ферросилиций, силикокаль- ций, отсев алюминиевой стружки) выбираетс  из услови  полного восстановлени  ванади  из его окислов, которое на 10% должно превышать стехиометрическое соотношение в реакции восстановлени  окислов ванади  указанными восстановител ми .

Соотношение 1,5:1 соответствует составу 60% зольных отходов ГРЭС и 40% отсевов алюминиевой стружки, а соотношение 3:1 соответствует 80% зольных отходов

ГРЭС и 20% алюминиевого порошка.

При использовании в качестве восстановител  ферросилици  или силикокальци  соотношение будет иметь промежуточные между 1,5 и 3,0 значение, При изменении

5 соотношени , например, уменьшении алюминиевого порошка менее 20% и отсевов алюминиевой стружки менее 40% снижаетс  степень восстановлени  ванади  из его окислов, а увеличение расхода алюмиииево0 го порошка более 20% и отсевов алюминиевой стружки более 40% нецелесообразно, т.к. это не приводит к дальнейшему увеличению степени восстановлени  ванади .

Отношение масс наводимого шлака (из

5 шамотного бо , извести и плавикового шпата ) и зольных отходов ГРЭС 0,3-0,5 определено из услови  эффективной защиты металла от перехода в него серы из зольных отходов. При расходе зольных отходов

0 ГРЭС 10 кг/т масса наводимого шлака должна быть 5 кг/т (соотношение 0,5), а при расходе зольных отходов ГРЭС 50 кг/т масса .наводимого шлака должна составл ть 15 кг/т (отношение 0,3).

5 при отношении меньшим 0,3 не обеспечиваетс  необходима  защита металла от перехода в него серы из зольных отходов (часть серы переходит в металл, а увеличение отношени  более 0,5 ухудшает услови 

0 шлакообразовани .

Врем  выдержки зольных отходов в печи до ввода восстановител  3-5 мин определено из услови  аффективного удалени  серы из зольных отходов. При выдержке ме5 нее 3 мин не обеспечиваютс  услови  дл  полного удалени  серы и зольных отходов (часть серы остаетс  в золе), а увеличение времени выдержки более 5 мин ухудшает услови  шлакообразовани  из-за спекани 

0 золы.

Таким образом, наличие за вл емых отличительных признаков; после скачивани  окислительного печного шлака на зеркало метаййа навод т шлак, путем присадки ша5 мотн& бо , извести и плавикового шпата в

количествен ном соотношении к зольным отходам 0,3-0,5 и соотношением масс шлаковых компонентов 6:3:1. а в качестве материала с окислами ванади  используютс  зольные отходы ГРЭС, причем выдержка

зольных отходов ГРЭС в печи до ввода восстановител  составл ет 3-5 минут позвол ет классифицировать способ как соответствующий критерию новизна.

В других известных технических решени х не обнаружены отличительные признаки , характеризующие данное изобретение.

На основании проведенного анализа патентной и научно-технической литературы можно сделать вывод, что за вл емый способ соответствует критерию существенные отличи , а совокупность известных и отличительных признаков обеспечивает улучшение качественных показателей и снижение затрат на легирование.

Экспериментальные данные по выбору параметров технологии легировани  стали ванадием зольным приведены в таб. 1,2,3.

П ри ме р. Выплавку стали 12Х1МФ (ТУ 14-1529-84) производ т в 100 тонной электросталеплавильной печи. После проведени  окислительного периода из печи скачивают окислительный печной шлак. На зеркало металла присаживают 3 кг/т 65% ферросилици  (мча 0,15% кремни ), 3 кг/т шамотного бо , 1,5 кг/т извести и 0,5 кг/т плавикового шпата. После, расплавлени  присадок шлакообразующих материалов основность шлака которого составила 0,5, в печь рассредоточено присаживают зольные отходы ГРЭС в количестве 10 кг/т, выдерживают 3 мин. а затем ввод т отсевы алюминиевой стружки б кг/т (соотношение 1,5:1). Отношение масс наведенного шлака и зольных отходов ГРЭС составл ет - 0,5.

После выдержки 5-7 мин в печь присаживают ферросплавы из расчета получени  средне заданного содержани  элементов,

Одновременно в печь присаживают известь (20-25) кг/т и плавиковый шпат (3-5)

Экспериментальные данные по выбору параметров технологии легировани  стали ванади .. ем

0

5

0

5 0 5

0

кг/т. После расплавлени  шлакообразующих в ванну присаживают раскислительные смеси.

Отбирают пробу металла, при необходимости довод т по химсоставу и плавку выпускают в ковш.

Сталь 12Х1МФ имела следующий химический состав, мае. %: С 0,17; SI - 0,32; Мп - 0.6; Сг - 1,0; Мо - 0.28; V - 0,18; N1 - 0,15; S - 0,016. Степень усвоени  ванади  - 99,9%. Исследование заготовок (круг 160 мм), полученных при прокатке слитков опытных плавок, показало, что по массовой доле химических элементов, по виду, расположению и количеству неметаллических включений , по макроструктуре по прочностным показател м при нормальной и повышенной температурах, состо нию поверхности соответствует требовани м ТУ 14-1-1529- 84.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   Способ производства ванадийсодержа- щей стали, включающий завалку шихты, плавление, окисление расплава, скачивание окислительного шлака, присадку материалов , содержащих окислы ванади , и восстановител , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества стали за счет уменьшени  содержани  серы и неметаллических включений и снижени  ее себестоимости , после скачивани  окислительного шлака на зеркало металла присаживают шлэкообразующие: шамотный бой, известь и плавиковый шпат в соотношении 6:3:1 и в количестве 5-15 кг/т стали, после расплавлени  шлакообразующих ввод т зольные отходы ГРЭС в количестве 10-50 кг/т, с соотношением шлакообразующих и зольных отходов 0,3-0,5, а восстановитель дают после выдержки расплава 3-5 мин.

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Таблица 3

Продолжение табл. 3