SU1013493A1 - Способ выплавки ниобийсодержащей стали в основной электропечи - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИОБИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ОСНОВНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включающий плавление шихты и последующее проведение окислительного и восстановительного периодов с использованием дл  легировани  стали п тиокиси ниоби , вводимой в виде ниобиевых концентратов различной степени обогащени  совместно с известью или известн ком, о т. л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  степени усвоени  ниоби  и качества металла, ниобиевые концентраты совместно с известью или известн ком ввод т в окислительный период плавки, после чего осуществл ют выдержку в течение 2-12 миИ перед переводом плавки в восстановительный период.

Description

00

4;;

со

со 1 10 Изобретение относитс  к металлургии , конкретнее к выплавке сталей, содержащих ниобий, в основной электропечи . В современных металлургии и машиностроении дл  производства трубопроводов , металлоконструкций, стального лить , работающих в услови х низких температур, повышенных нагрузок , т желых условий эксплуатации, все более широкое применение наход т ниобийсодержащие стали. Существующие способы выплавки у ка занных сталей предусматривают исполь зование ниобиевых ферросплавов и лигатур ), а также метода пр мого ле гировани  стали путем восстановлени  ниоби  из его п тиокиси 2, Указанные способы не обеспечивают производства необходимого объема ниобийсодержащих сталей из-за дефицитности ниобиевых легирующих сплавов и технически чистой п тиокиси ни оби , а также из-за их высокой стоимости . Расчеты показали, что стоимость 1 кг ниоби , введенного в сталь из феррониоби  самой дешевой марки кремнистой группы, 1,3 руб., из технически чистой п тиокиси ниоби  - 13,8 руб., из ниобиевого пирохлорового концентрата - 7,7 РУ. Известен способ выплавки стали, заключающийс  в том, что легирование стали ниобием осуществл етс  введени ем в жидкий металл п тиокиси ниоби ,  вл ющейс  ниобиевым концентратом наиболее высокой степени обогащени , совместно с восстановителем - ферросицилием и ( или) силикокальцием . Такой способ пр мого легировани  стали ниобием в основной электропечи эффективен, однако он не предполагает использование бедных ниобиевых концентратов с различной степенью обогащени , g предполагает испогГьзование дорогосто щей технически чистой о тиокиси ниоби , ресурсы которой ограничены. Кроме того, в данном случае при введении в жидкий металл п тиокиси ниоби  в виде ниобиевых концентратов с различной степенью обогащени  снижаетс  степень усвоени  ниоби  металлом вследствие формировани  шлаков неблагопри тного состава, способствующих переходу ниоби  в шлаковую фазу и обеспечивающих высокие значени  показател  распределени  ниоби  (Nb)/tNb между шлаком и металлом (где CNb - содержание ниоби  в ме3 талле, а (Nb) - содержание ниоби  в шлаке). Использование же при этом восстановителей - ферросилици  и силикокальци  приводит к существенному увеличению себестоимости стали о Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ выплавки ниобийсодержащей стали в основной электропечи, вклю чающий плавление шихты .и последующее проведение окислительного и восстановительного периодов с использованием дл  легировани  стали п тиокиси ниоби , вводимой в виде ниобиевых концентратов различной степени обогащени  совместно с известью или известн ком . Ниобиевые концентраты совместно с известью или известн ком ввод т в восстановительный период плавки. Недостатком известного способа  вл етс  то, что введение ниобиевых концентратов совместно с известью или известн ком в восстановительный период плавки не способствует раннему формированию шлака требуемой основности, который необходим дл  наиболее благопри тного распределени  ниоби  между шлаком и металлом.. Целью изобретени   вл етс  повышение степени усвоени  ниоби  и качества металла. Поставленна  цель достигаетс  тем,, что согласно способу выплавки ниобийсодержащей стали в основной электропечи , включающему плавление шихты и последующее проведение окислительного и восстановительного периодов с использованием дл  легировани  стали п тиокиси ниоби , вводимой в виде ниобиевых концентратов различной степени обогащени  совместно с известью или известн ком, ниобиевые концентраты совместно с известью или известн ком ввод т в окислительный период плавки, после чего осуществл ют выдеркжу в течение 2-12 мин перед пере- : водом плавки в восстановительный период . Наведение шлака необходимого состава из ниобиевого концентрата и извести в окислительный период плавки, когда имеет место дегазаци  металла, приводит к снижению содержани  газов в металле ( таблица), поскольку металл при дальнейшем ходе процесса защищен шлаковым покровом от взаимодействи  с газовой фазой, что приводит к повышению качества металла.

Кроме этого, окислы ниобиевого концентрата взаимодействуют с углеродом металлаи выступают в, роли окислител . При обычной технологии шлак окислительного периода, скачиваетс  на- ч-исто и жидкий металл некоторое врем  находитс  без защитного покрова и взаимодействует с газовой фазой.

Снижение же кислорода в стали в свою, очередь. приводит к снижению расхода ферромарганца и ферросилици  на раскисление стали и снижению окислейности шлаковой фазы ( таблица . Последнее способствуетболее высокой степени усвоени  ниоби  металлом. .

; Исследовани ми установлено, что,

при основности (отношение СаО kSiO) электросталеплавильных шлаков, которые относ тс  к категории извест- .

5 ково- силикатных оксидных систем, в пределах 1,8-2,А наблюдаетс  наиболее благопри тное распределение ниоби  между металлом и шлаком, коvTOpoe соответствует максимальному содержанию ниоби  в металле.

i Предложенный и известный способы опробованы при выплавке ниобийсодер- i жащей стали 20ГФБЛ в основной дуговой 5 электропечи садкой 5т.

П р им е р 1. Ниобиевый концент рат, содержащий 38| п тиокиси ниоби  брали из расчета k,2 кг на тонну ста ли и вводили в печь в конце окислительного периода по достижении задан ного содержани  углерода совместно с известн ком, расход которого соста л л кг на тонну стали . Затем через 8 мин в печь вводили углеродистый ферромарганец, что соответствовало началу восстановительного периода. В после/5ующем плавку проводили по действующей технологии. Продолжительность плавки, расход электроэнергии и раскислителей, а также качество ст ли не отличались от серийных плавок, выплавленных при легировании стали стандартным феррониобием. Содержание ниоби  в стали составило 0,056. .Усвоение ниоби  из концентрата со ставило 92 Основность шлака в начале восстановительного периода была 1,88. При мер 2. Ниобиевый концентрат j содержащий 12 п тиокиси ниоби , брали из расчета 13 кг на тонну стали, а расход известн ка составл л 15 кг на тонну стали. Плавку проводили так же, как ив первом примере, только восстановительный период начинали через 12 мин после присадок ниобиевого концентрата и известн ка. Содержание ниоби  в стали составило О,042 усвоение ниоби  из концентрата 90%. Основность шлака в начале вгосстановительного периода была 1,80о , П р и м е р 3. Ниобиевый концентрат , содержащий 87 п тиокиси , ниоби , брали из расчета 1,8 кг на тонну стали,расход извести составл л 2,0 кг на тонну стали. Плавку про водили аналогично плавкам в примерах 1 и 2, а восстановительный лериод начинали через 2 мин после присадок извести и концентрата. Содержа- . ние ниоби  в стали составило О,, усвоение ниоби  металлом из концентрата 96. Основность шлака в начале. . восстановительного периода была 2,. П, р и м е 43 t. Ниобиевый концентрат , содержащий 9б% п тиокиси ниоби  (технически чиста  п тиокись ниоби , брали из расчета 1,6 кг на тонну стали и вводили в печь в восстановитель-ный период плавки. Основность шлака при этом составл ла 1,5. В остальном плавку проводили так же, как в примерах 1-3. Содержание ниоби  в стали составило 1,ОА%, а усвоение ниоби  сталью 82%.. , Пример 5. Легирование стали производили стандартным феррониобием марки , который вводили в пемь в восстановительный период плавки после предварительного раскислени  стали. В остальном плавка проходила так же, как в примерах 1-. Усвоение ниоби  сталью составило . Содержание ниоби  в металле - 0,048, Как свидетельствуют результаты испытаний. введение ниобиевых концентратов в кон це окислительного периода способствует более раннему формированию жидкоподвижных шлаков, что приводит к снижению диффузионнйх затруднений про цесса восстановлени  ниоби  из концентратов в восстановительный период плавки. Установлено путем наблюдений, что при расходе ниобиевого концентрата и извести по 2 кг на тонну жидкой стали формирование шлака происходит за 2 мин, при расходе ниобиевого концентрата и известн ка ( или извести ) соответственно 13 кг и 15 кг на тонну стали за 12 мин. Таким образом, легирование, стали ниобием из ниобиевых концентратов с различной степенью обогащени , вводимых в основную электропечь в конце окислительного периода совместно с известн ком, способствует более полному использованию ниоби  (усвоению сталью и сквозному извлечению из сырь ), так как при этом формируютс  жидкоподвижные активные шлаки, под которыми обеспечиваютс  низкие значени  показател  распределени  ниоби  между шлаком и металлом, соответствующие высокому усвоению ниоби  жидкой сталью. Возможность использовани  дл  легировани  стали ниобиевых концентратов с различной степенью обогащени  позволит значительно расширить сырьевую базу дл  производства ниобийсодержащих сталей.

Claims (1)

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ НИОБИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ОСНОВНОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ, включающий плавление шихты и последующее проведение окислительного и восстановительного периодов с использованием для легирования стали пятиокиси ниобия, вводимой в виде ниобиевых концентратов различной степени обогащения совместно с известью или известняком, отличающийс я тем, что, с целью повышения степени усвоения ниобия и качества металла, ниобиевые концентраты совместно с известью или известняком вводят в окислительный период плавки, после чего осуществляют выдержку в _е течение 2-12 мин перед переводом &

   плавки в восстановительный период.

   >

   1013493 . 2