SU1046294A1

SU1046294A1 - Method for smelting vanadium steels

Info

Publication number: SU1046294A1
Application number: SU823452142A
Authority: SU
Inventors: Сергей Михайлович Белокуров; Феликс Стефанович Раковский; Григорий Ананьевич Чередник; Федор Иванович Нечепоренко; Владимир Михайлович Дорофеев; Виктор Иванович Томиленко
Original assignee: Производственное Объединение "Ново-Краматорский Машиностроительный Завод"
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1982-06-14
Publication date: 1983-10-07

Abstract

1. СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩИХ СТАЛЕЙ, включакиций наведение и удаление окислительного шЛака и последующее проведение врсста новительного периода, о т л и ч а ю-j щ и и с тем, что, с целью повышени качества стали, снижени ее себестоимости и повышени степени извлечени ванади , после удалени окислительного шлака металл обрабатывают шлакообразующей раскислительнбй смесью, состо щей из ванадийсодержащ го конвертерного шлака, извести (или известн ка в эквивгшентном по окиси кальци количестве), разжижающей добавки и углеродистого ферромарганца, Jвз тыx в соотношении 10:1. METHOD OF MELTING VANADIUM-CONTAINING STEELS, including the targeting and removal of the oxidizing slab and the subsequent carrying out of the installation period, so that, in order to improve the quality of steel, reduce its cost and increase the recovery rate Vanadium, after removal of the oxidizing slag, the metal is treated with a slag-forming deoxidizing mixture consisting of vanadium-containing converter slag, lime (or limestone in an amount equivalent to calcium oxide), a thinning additive and carbon disty ferromanganese, Jvz tyx in the ratio of 10:

Description

NfNf

юYu

OiiOii

Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее к способам выплаки ванадийсодержащих сталей в электродуговых печах.The invention relates to ferrous metallurgy, and more specifically to methods for melting vanadium-containing steels in electric arc furnaces.

Известен способ выплавки ванадийсодержащей стали с использованием дл легировани ванадием ванадиевого конвертерного шлака (ВКШ) после проведени окислительной дефосфорации и удалени фосфорсодержащего окислительного шлака. Ванадиевый шлак или его смесь с восстановител ми присаживаетс в печь в восстановительный период плавки-flj.There is a known method of smelting vanadium-containing steel using vanadium converter slag (VSS) for doping with vanadium after oxidative dephosphorization and removal of phosphorus-containing oxidizing slag. Vanadium slag or its mixture with reducing agents is placed in a furnace during the smelting reduction-flj period.

Однако вследствие высокого содержани окислов железа в ВКШ и большого количества кремнезема, образующегос при восстановлелии кремнием ферросилици окислов железа , ванади и марганца, повышаетс окисленность металла и, шлака и уменьшаетс основность шлака, что приводит к понижению качества сталиHowever, due to the high content of iron oxides in VSSH and a large amount of silica formed during the reduction of silicon by ferrosilicon of iron oxides, vanadium and manganese, the oxidation of metal and slag increases and the slag basicity decreases, which leads to a decrease in steel quality

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс способ вьтплавки стали, включак ций наведение И удаление окислительного шлака и последующее проведение восстановительного периода. ПРИ этом из ВКШ с известью в соотношении (2-5):1 навод т в печи окислительный шлак. Шлак, образующийс из ВКШ и извести раскисл ют молотыми восстановител ми до содержани закйси железа менее 2% и добавками 1звести довод т до требуемой основности. После этог металл раскисл ют ферросилицием и ферромарганцем и довод т до требуемой температуры и химического анализа Г2 2.The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is the method of melting steel, including guidance and removal of oxidizing slag and the subsequent carrying out of the recovery period. At the same time, oxidizing slag is led in the furnace from VKSH with lime in the ratio (2-5): 1. The slag formed from VKSH and lime is liquefied with milled reducing agents to an iron content of less than 2% and the additives are reduced to the required basicity. After this, the metal is deoxidized with ferrosilicon and ferromanganese and brought to the required temperature and chemical analysis G2 2.

Однако на предварительное шлакообразование из ВКШ и .извести, последующее раскисление печного шлака и повышение его основности затрачиваетс врем , что в сравнении со способом выплавки и использованием феросплавов увеличивает продолжительность восстановительного периода и расход электроэнергии. Причем отсутствие предварительного углеродного раскислени металла и повышенна его окисленность перед раскислением ферросилицием ведет к снижению механических свойств стали, а раскисление окисленного шлака и металла кремнием ферросилици увеличивает количество шлака и снижает усвоение ванади металлом,However, the preliminary slag formation from VSSH and limestone, the subsequent deoxidation of the kiln slag and the increase in its basicity takes time, which, in comparison with the smelting method and the use of ferroalloys, increases the duration of the reduction period and energy consumption. Moreover, the absence of preliminary carbon deoxidation of the metal and its increased oxidation before deoxidation with ferrosilicon leads to a decrease in the mechanical properties of the steel, and the deoxidation of the oxidized slag and metal with silicon and ferrosilicon increases the amount of slag and reduces the absorption of vanadium by metal,

Целью изобретени вл етс пойышение качества стали, снижение ее себестоимости и повышение степени извлечени ванади .The aim of the invention is to increase the quality of the steel, reduce its cost and increase the recovery of vanadium.

Поставленна цель достигаетс те что согласно способу выплавки ванадийсодержащих сталей, включаквдему наведение и удаление окислительного шлака и последугацее проведениеThe goal is achieved by the fact that according to the method of smelting vanadium-containing steels, including the guidance and removal of oxidizing slag and the subsequent conduction

восстановительного периода,после удалени окислительного шлака металл обрабатывают шлакообразующей раскислительной смесью, состо щей из ванадийсодержащего конвертерного шлака, извести (или известн ка в эквивалентном по окиси кальци количестве) ,разжижающей добавки и углеродистого ферромарганца, вз тых в соотношении 10:(5-8);(1-2): (4-5), а после нагрева металла до 1580-1620°С в него ввод т алюминий в количестве 1-3 кг на 1 т стали. Причем в качестве разжижающей добавки примен ют плавиковый шпат.the recovery period, after removing the oxidizing slag, the metal is treated with a slag-forming deoxidizing mixture consisting of vanadium-containing converter slag, lime (or limestone in an equivalent amount of calcium oxide), a thinning additive and carbonaceous ferromanganese, taken in a ratio of 10: (5-8) ; (1-2): (4-5), and after heating the metal to 1580-1620 ° C, aluminum is introduced into it in an amount of 1-3 kg per 1 ton of steel. Moreover, fluorspar is used as a thinning additive.

Введение, в печь извести и разжижающей добавки в указанных количеств вах способствует образованию в начале восстановительного периода высокоосновного шлака. В тако шлаке быстро раствор ютс тугоплавкие ванадиевые шпинелиды, содержащиес в ВКШ, а оксиды железа имеют максимальную а.ктивность, Это существенно облегчает и ускор ет раскисление шлака и восстановление ванади .The introduction of lime into the kiln and a diluting agent in the specified amounts of wa promotes the formation of highly basic slag at the beginning of the recovery period. In such a slag, the refractory vanadium spinels contained in the VSSH quickly dissolve, and the iron oxides have a maximum a.activity. This greatly facilitates and accelerates slag deoxidation and reduction of vanadium.

Присадка же в составе дшакообразующей смеси углеродистого ферромар ганца позвол ет в период шлакообразовани осуществить предварительное раскисление металла в основном за счет углерода, содержащегос в ферромарганце , уменьшить его окисленность к моменту окончательного ра скислени что в свою очередь положительно вли ет на механические свойства стали. Нагрев металла в процессе шлакообразовани до 1580-1620 С позвол ет быстро осуществить этот процесс и при этом высокую степень раскислени стали углеродом.An additive in the composition of the dshakoobrazuyu mixture of carbon ferromarc manganese, during the period of slag formation, makes preliminary metal deoxidation mainly due to the carbon contained in the ferromanganese, reduce its oxidation by the time of the final reduction, which in turn positively affects the mechanical properties of the steel. Heating the metal during the slagging process to 1580–1620 ° C allows this process to be carried out quickly and, at the same time, a high degree of deoxidation of steel by carbon.

Последук цее раскисление металла алюминием(при высокой температуре после углеродного раскислени ми формирование основного шлака обусловливают образование небольшого количест ва легкоудал ющихс ,неметаллических включений благопри тного состава и формы, что также приводит к повышению качества стали.The subsequent deoxidation of metal by aluminum (at high temperature after carbon deoxidation, the formation of basic slag causes the formation of a small amount of easily removed, non-metallic inclusions of favorable composition and shape, which also leads to an increase in the quality of steel.

П р- и м е р, в основной дуговой электропечи садкой 6 т выплавл ют сталь 35ХМФЛ на шихте стандартного состава методом окислени примесей. После расплавлени шихты привод т окислительный период и дефосфорацию металла. По Достижению требуемого содержани углерода и фосфора окислительный шлак удал ют и в печь на металл присаживают шлакообразующую смесь из ванадийсодержащего конвертерного шлака, извести или и.зйестн ка , плавикового шпата и углеродистого ферромарганца, вз тых в соотнс ении 10:(5-8);(1-2):(4-5). Ванадиевый шлак , содержащий ,%: п тиокись ванади 17,9, .двуокись кремн 1 15,7, железа общего 31. Расход ванадиевого шлака составл ет 10 кг на 1 т жидкой стали.For example, in the main electric arc furnace, 6 tons of 35KhMFL steel is smelted on the charge of the standard composition by the method of oxidation of impurities. After the charge is melted, the oxidation period and dephosphorization of the metal are reduced. In order to achieve the required carbon and phosphorus content, the oxidizing slag is removed and a slag-forming mixture of vanadium-containing converter slag, lime or other cement, fluorspar and carbon ferromanganese, taken in ratio 10: (5-8), is placed on the metal on the metal; (1-2) :( 4-5). Vanadium slag containing,%: Vanadium pentoxide 17.9, silicon dioxide 1 15.7, total iron 31. Vanadium slag consumption is 10 kg per 1 ton of molten steel.

Далее после нагрева металла до 1580-1620с металл раскисл ют алюминием в количестве 1-3 кг на 1 т, а шлак - порошками кокса и ферросилици . После доводки по химическому составу металл выпускают в разливочный ковш.Then, after heating the metal to 1580–1620c, the metal is deoxidized with aluminum in the amount of 1-3 kg per 1 ton, and slag with coke and ferrosilicon powders. After finishing the chemical composition of the metal is released into the bottling bucket.

Дл сравнени провод т плавки по известному способу, ВКШ в смеси с известью в соотношении 10:4,5присаживают на металл и навод т окислительный шлак. После окислени примесей металла плавку перевод т в восстановительный период. Шлак раскисл ют порошками кокса и 75%-ного ферросилици , а дл повышени его основности ввод т известь 25 кг/т. По достижении содержани закиси железа в шлаке менее 3% металл раскисл ют ферромарганцем и ферросилицием и после доведени до требуемого химического состава и температу ал производ т выпуск в разливоный ковш.For comparison, melting is carried out by a known method, VKSH mixed with lime in a ratio of 10: 4.5 is applied onto the metal and oxidized slag is applied. After oxidation of the metal impurities, the smelting is transferred to the reduction period. The slag is deoxidized with coke and 75% ferrosilicon powders, and 25 kg / ton of lime are added to increase its basicity. Upon reaching the content of ferrous oxide in the slag, less than 3% of the metal is deoxidized with ferromanganese and ferrosilicon, and after adjusting to the required chemical composition and temperature, they are discharged into the ladle.

При разливке металла всех плавок отбирают технологические пробы дл определени химического состава и механических свойств.During the casting of the metal of all heats, technological samples are taken to determine the chemical composition and mechanical properties.

Всего приведено 25 промышленных плавок по предлагаемому способу и 7 по известному.A total of 25 industrial heats are given for the proposed method and 7 for the known.

Вли ние соотношени компонентов, вводимых в составе шлакообразующей смеси На технологические параметры плавки и качество металла приведено в табл. 1,The effect of the ratio of the components introduced in the composition of the slag-forming mixture. The melting technological parameters and the quality of the metal are given in Table. one,

Анализ результатов табл. 1 показывает , что использование предлагаемого способа приводит к повышению . эффективности производства за счет сокращени продолжительности восстановительного периода и расхода электроэнергии, а также к улучшению механических свойств стали (качества металла) и более высокому усвоению ванади из ВКШ.Analysis of the results table. 1 shows that the use of the proposed method leads to an increase. production efficiency by reducing the duration of the recovery period and energy consumption, as well as to improve the mechanical properties of steel (metal quality) and the higher absorption of vanadium from VSSH.

Введение компонентов смеси в соолношении , обеспечивающем их содержа .ние ниже нижнего предела, снижает извлечение ванади из шлака с 9295% до 86%, а механические свойства металла понижаютс до уровн стали, выплавленной по известному способу (табл. 1).The introduction of mixture components in a ratio that ensures their content below the lower limit reduces vanadium extraction from slag from 9295% to 86%, and the mechanical properties of the metal are reduced to the level of steel produced by a known method (Table 1).

Введение компонентов смеси в соотношении , обеспечивающем их содер0 жание выше установленных пределов, приводит к увеличению длительности плавки (восстановительный период увеличиваетс на 5 мин ) и снижению извлечени ванади с 92-95% до 85%The introduction of the mixture components in a ratio that ensures their content above the established limits leads to an increase in the duration of melting (the recovery period is increased by 5 minutes) and a decrease in vanadium extraction from 92-95% to 85%

5 бе.з дальнейшего улучшени свойств стали (табл. 1 ).5, further improving the properties of steel (Table 1).

Обработка стали шлакообразуювдей смесью- с составом в предлагаемом соотношении и последующим нагревомTreatment of steel with slag-forming mixture - with the composition in the proposed ratio and subsequent heating

0 металла и- раскислением его алюминием позвол ет дополнительно повысить механические свойства стали (табл.2), В табл. 2 казана вли ние температуры и присадки алюмини на механические свойства стали.0 metal and its deoxidation with aluminum makes it possible to further increase the mechanical properties of the steel (Table 2). 2 shows the effect of temperature and aluminum additive on the mechanical properties of steel.

Целесообразны (согласно табл.2) пределы температуры металла 1580 1620°С и расход,, алюмини на раскисление 1,0-3,0 кг/т дл обеспечени положительного эффекта.It is advisable (according to Table 2) that the temperature of the metal is 1580–1620 ° C and that the consumption of aluminum, per deoxidation is 1.0–3.0 kg / t, to ensure a positive effect.

Химический состав, механические свойства и технологические характеристики опытных плавок приведены в табл. 3.. .The chemical composition, mechanical properties and technological characteristics of the experimental heats are given in table. 3 ..

Усредненные данные, представлен5 ные В-табл. 3, показывают, что качество стали и технико-экономические показатели процесса плавки (расход электроэнергии и продолжительность восстановительного периода) по пред0 лагаемому способу выше. Так, пластические свойства и ударна в зкость возрастают на 7-25%, расход электроэнергии снижаетс с 587 до 553 кВТЧ/т, а длительность вос5 становительного периода - с 43 до 34 мин. Усвоение ванади при этом повышаетс с 86 до 91%.Averaged data are presented in 5 B-Table. 3 show that the quality of steel and the technical and economic indicators of the smelting process (electricity consumption and the duration of the recovery period) according to the proposed method are higher. Thus, plastic properties and impact viscosity increase by 7–25%, electric power consumption decreases from 587 to 553 kWW / t, and the duration of the recovery period from 43 to 34 minutes. The absorption of vanadium increases from 86% to 91%.

Таблиоа 1Tablioa 1

Известному 10:4,5:0:0 0,37 0,28 0,82 0,98 0,09 Предлагаемому Выше верхнего предела 10:8,5:2,58 5,5 0,39 0,31; 0,94 0,09 .., . Верхний предел 5,0 6,370,280,780,910,08 Средний предел (оптимальный ) . 10t6,,5: .4,5 0,38 0,29 0,78 0,95 0,.08 Нижний предел 10:5:1:4,0 0,36 0,33-0,72 0,98 0,09 Ниже нижнего предела . 10:4,5:0,8: 3,5 0,33 0,34 0,83 0,87 . 0,08 0,0810,033:;0,023 49,1 14,2 24,3 0,9 0,08 0,032 0,036 44,3 16,8 26,2 1,6 . . 0,07 0,030 0,021 58,2 9,2 17,6 1,1. 0,080,0310,02056,1 9,8 18,4 0,9 0,09 0,028 0,022 53,2 12,122,3 0,6 0,08 0,032 0,024 51,1 13,6 23,8 0,8The well-known 10: 4.5: 0: 0 0.37 0.28 0.82 0.98 0.09 Proposed Above the upper limit 10: 8.5: 2.58 5.5 0.39 0.31; 0.94 0.09 ..,. Upper limit 5.0 6,370,280,780,910.08 Average limit (optimal). 10t6, 5: .4.5 0.38 0.29 0.78 0.95 0, .0 Lower limit 10: 5: 1: 4.0 0.36 0.33-0.72 0.98 0 , 09 Below the lower limit. 10: 4,5: 0,8: 3,5 0,33 0,34 0,83 0,87. 0.08 0.0810.033:; 0.023 49.1 14.2 24.3 0.9 0.08 0.032 0.036 44.3 16.8 26.2 1.6. . 0.07 0.030 0.021 58.2 9.2 17.6 1.1. 0,080,0310,02056,1 9,8 18,4 0,9 0,09 0,028 0,022 53,2 12,122,3 0,6 0,08 0,032 0,024 51,1 13,6 23,8 0,8

Соотношени ВКШ:Известь:Ratio VKS: Lime:

по способу )by the way)

ИзвестномуKnown

10:4,5:0: 0,72 2,1 0,45 64,5 72,6 31,133,4 5,010: 4.5: 0: 0.72 2.1 0.45 64.5 72.6 31.133.4 5.0

..

1,4 0,41 66,2 :75,7 13, 5,91.4 0.41 66.2: 75.7 13, 5.9

Верхний пре-.Upper pre-.

дел 10:8:2:Affairs 10: 8: 2:

5,0 . 0,52 1,1 0,37 66,1 75,8 13,835,4 6,0 0,4 0,7 66,85.0. 0.52 1.1 0.37 66.1 75.8 13.835.4 6.0 0.4 0.7 66.8

0,47 0,9 0,36 65,80.47 0.9 0.36 65.8

8585

5050

.85.85

4545

4040

9292

76,1 14,6 36,1 6,7 35 9576.1 14.6 36.1 6.7 35 95

75,2 14,2. 35,2 6,2 35 9275.2 14.2. 35.2 6.2 35 92

69,5 81,.3 16,2 39,6 7,7 68,4 78,7 15,6 38,9 7,4 65,9 76,3 14,7 36,9 6,369.5 81, .3 16.2 39.6 7.7 68.4 78.7 15.6 38.9 7.4 65.9 76.3 14.7 36.9 6.3

1,01.0

66,9 66.9

3,0 67,5 66,1 3.0 67.5 66.1

1,0 65,21.0 65.2

3,0 0,38 0,27 0,79 0,93 Известный Предлагае0 ,37 0,28 0,74 0,95 мый 3.0 0.38 0.27 0.79 0.93 Known Proposal0, 37 0.28 0.74 0.95

СпособWay

Продолжение Т4бл. 2Continued T4bl. 2

36,1 36.1

14,4 14.4

5,9 14,5 6,2 35,3 14,1 33,9 6,0 13,9. 34,6 5,65.9 14.5 6.2 35.3 14.1 33.9 6.0 13.9. 34.6 5.6

Таблица 3Table 3

Продол кение табл. 3 0,084 0,086 0,034 0,037 0,082 0,091 0,031 0,021The extension of Kenya table. 3 0,084 0,086 0,034 0,037 0,082 0,091 0,031 0,021

Claims

1. METHOD FOR Smelting VANADIUM-CONTAINING STEELS, including guidance and removal of oxidizing slag and subsequent conduct of a recovery period, with the aim of improving the quality of steel, reducing its cost and increasing the degree of extraction of vanadium, after the removal of oxidative slag, the metal is treated with a slag-forming deoxidizing mixture consisting of vanadium-containing converter slag, lime (or limestone in an amount equivalent to calcium oxide), a diluent and carbon ferromanganese, taken in the ratio of 10: (5-8) :( 1-2) :( 4-5), and after heating the metal to 1580-1620 ° C, aluminum is introduced into it in an amount

1-3 kg per 1 ton of steel.

2. The method according to π. 1, on the basis of the fact that fluorspar is used as a thinning additive.

>