SU1275047A1

SU1275047A1 - Charge for producing alloying,deoxidizing and refining melt

Info

Publication number: SU1275047A1
Application number: SU853935244A
Authority: SU
Inventors: Лазарь Исаакович Берштейн; Лев Михайлович Аксельрод; Александр Николаевич Подуст; Борис Николаевич Ларионов; Юрий Львович Ройтман
Original assignee: Предприятие П/Я А-3470; Предприятие П/Я М-5591; Уральский научно-исследовательский институт черных металлов
Priority date: 1985-07-17
Filing date: 1985-07-17
Publication date: 1986-12-07

Abstract

Изобретение относитс к горной металлургии и предназначено дл обработ .ки стали в ковше с целью легировани с одновременным раскислени- ем и рафинированием стали; Целью изобретени вл етс повышение степени восстановлени ванади в сталь. повышение степени рафинировани стали и стабильности ее химического состава. Шихта имеет следующий состав , мас.%: ванадийсодержащий шлак 45-65; алюминий 9-14; плавиковый шпат 4-7; известь остальное. Алюминий и ванадийсодержащий шлак используют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в нем соотношение алюмини и ванадийсодержащего шлака, равным The invention relates to mining metallurgy and is intended to process steel in a ladle for the purpose of alloying with simultaneous deoxidation and refining of steel; The aim of the invention is to increase the degree of reduction of vanadium to steel. increasing the degree of steel refining and the stability of its chemical composition. The mixture has the following composition, wt.%: Vanadium-containing slag 45-65; aluminum 9-14; fluorspar 4-7; lime the rest. Aluminum and vanadium-containing slag are used in the mixture as a conglomerate and maintain in it the ratio of aluminum and vanadium-containing slag equal to

Description

Изобретение относитс к черной метгшлургии и предназначено дл обработки сталей в ковше с целью их пр мого легировани с одновременным раскислением и рафинированием,The invention relates to ferrous metallurgy and is intended to treat steels in a ladle for the purpose of direct alloying with simultaneous deoxidation and refining,

Целью изобретени вл етс повышение степени восстановлени ванади в сталь, повьшение степени рафинировани стали и стабильности ее химического состава.The aim of the invention is to increase the degree of reduction of vanadium to steel, increasing the degree of refining of steel and the stability of its chemical composition.

Предлагаема шихта дл получени легирующего, раскисл ющего и рафинирующего расплава содержит ванадийсодержащий шлак, плавиковый шпат, известь и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The proposed mixture for obtaining an alloying, deoxidizing and refining melt contains vanadium-containing slag, fluorspar, lime and aluminum in the following ratio, wt.%:

ВанадийсодержащийVanadium containing

шлак45-65slag45-65

Алюминий9-14Aluminum9-14

Плавиковый шпат 4-7Fluorspar 4-7

ИзвестьОстальноеLimeEverything

При этом алюмини и ванадийсоержащий щлак берут в соотношении (1:3,5)-(1:5) и используют их в сосаве шихты дл обработки стали в вие конгломерата.At the same time, aluminum and vanadium-containing shlak are taken in the ratio (1: 3.5) - (1: 5) and are used in the co-cast of the charge for steel processing as a whole conglomerate.

Сплавление алюмини и ванадийсоержащего шлака в конгломерат возможно различными способами.The fusion of aluminum and vanadium-containing slag into a conglomerate is possible in various ways.

Алюминий вводитс в шихту в коичестве , достаточном как дл восстановлени окислов ванадийсодеращего шлака, так и дл конечного « раскислени стали.Aluminum is introduced into the charge in an amount sufficient both for the reduction of vanadium-containing slag oxides and for the final deoxidation of steel.

Благодар близости удельных весов алюмини и ванадийсодержащего шлака (2,7 и 2,5-2,7 г/см, соответственно ) при подготовке конгломерата достигаетс равномерное распределение включений шлака в массе и на поверхности алюмини .Due to the proximity of the specific gravities of aluminum and vanadium-containing slag (2.7 and 2.5-2.7 g / cm, respectively), a uniform distribution of slag inclusions in the mass and on the surface of aluminum is achieved by preparing the conglomerate.

Обработка стали в ковше интенсифицирует протекание реакций восстановлени окислов и повьшает степень восстановлени ванади в сталь.Processing the steel in the ladle intensifies the reactions of the reduction of oxides and increases the degree of reduction of vanadium to steel.

Интенсификаци экзотермических процессов повьщ1ает температуру металла , что способствует процессам коагулАции неметаллических включений и их быстрому всплыванию.Intensification of exothermic processes increases the temperature of the metal, which contributes to the coagulation processes of non-metallic inclusions and their rapid ascent.

По сравнению с применением известной шихты в предлагаемой ускор ютс процессы плавлени шихты и формировани жидкоподвижного пилака увеличиваетс дол в шлаке окиси кальци и глинозема, что повьш1ает его рафинирующую способность какCompared to the use of the known mixture in the proposed process, the processes of melting the mixture and the formation of a liquid mobile sawdust are accelerated and the proportion in the calcium oxide and alumina slag increases, which increases its refining ability

за счет снижени в зкости, так и за счет улучшени сорбционных свойств. Образование глинозема непосредственно в стали за счет окислени by reducing viscosity and by improving sorption properties. Alumina formation directly in steel due to oxidation

алюмини шихты способствует более полному рафинированию стали благодар ускоренной коагул ции неметаллических включений.Aluminum charge contributes to a more complete refining of steel due to the accelerated coagulation of non-metallic inclusions.

Более полному рафинированию способствует и участие продуктов раскислени в формировании рафинировочного шлака. Применение алюмини одновременно в качестве восстановител и раскислител , а также ввод его в шихту н виде конгломерата делают процесс легировани и раскислени более устойчивым. Повьш1ению стабильности процесса раскислени стали способствует и то, что при применении предлагаемой шихты операции пр мого легировани и раскислени металла совмещены во времени и локализованы в одном и том же объеме обрабатываемого металла. Все этоThe participation of deoxidation products in the formation of refining slag also contributes to a more complete refining. The use of aluminum at the same time as a reducing agent and a deoxidizing agent, as well as its introduction into the mixture in the form of a conglomerate, make the process of doping and deoxidation more stable. Improving the stability of the steel deoxidation process also contributes to the fact that when applying the proposed charge, direct alloying and metal deoxidation operations are combined in time and localized in the same volume of metal being processed. All this

повьш1ает стабильность химического состава стали. increases the stability of the chemical composition of steel.

Кроме того, повьппаетс степень восстановлени ванади и перехода его в сталь за счет повьш1ени тер мичности шихты. Это обусловлено как заменой кремни алюминием (термоди- намический фактор), так и примене- . нием последнего в виде конгломерата, что улучшаетс услови контактирова5 НИН компонентов шихты в жидкой стали (кинетический фактор),In addition, the degree of reduction of vanadium and its transition into steel is increased by increasing the thermal load of the charge. This is due to both the replacement of silicon with aluminum (thermodynamic factor) and the use of-. the latter in the form of a conglomerate, which improves the contact conditions of the NIN components of the charge in liquid steel (kinetic factor),

Выбор пределов содержани компонентов шихты обусловлен следующим. Расход шихты определ етс требо0 ванием ввода в металл заданного количества ванади . Поэтому при уменьшении содержани ванадийсодержащего шлака в шихте расход ее требуетс увеличивать. Однако при содержанииThe choice of the limits of the content of the components of the charge due to the following. The charge consumption is determined by the requirement that a given amount of vanadium be introduced into the metal. Therefore, as the content of vanadium-containing slag in the charge decreases, its consumption is required to be increased. However, with the content

5 щ,лака в шихт менее 45 мас,% уменьшение общего количества выдел ющегос тепла и увеличение количества флюсующих компонентов замедл ют формирование рафинировочного шлака и не5 u, lacquer in charge less than 45 wt.% Reduction in the total amount of heat released and an increase in the number of flux components slow down the formation of refining slag and not

0 способствуют очистке стали от вредных примесей. При количестве ванадийсодержащего шлака в шихте более 65 мас,% рафинирующа способность образующегос рафинировочного шлака0 contribute to the cleaning of steel from harmful impurities. When the amount of vanadium-containing slag in the charge is more than 65 wt.%, The refining capacity of the resulting refining slag

5 снижаетс за счет уменьшени его основности .5 is reduced by reducing its basicity.

При содержании алюмини в шихте менее 9 мас,% не достигаетс требуема степень раскислени стали, а пр содержании более 14 мас.% возрастает опасность значительного локального разогрева и разбрызгивани металла и шлака,When the aluminum content in the charge is less than 9 wt.%, The required degree of deoxidation of the steel is not achieved, and if the content is more than 14 wt.%, The risk of significant local heating and spattering of metal and slag increases,

Необходимость поддержани соот .ношени между количеством алюмини в шихте и количеством ванадийсодержащег шлака в пределах (1:3,5)-(1:5) обуобусловлена тем, что алюминий предназначаетс не только дл восстановлени окислов, но И дл конечного раскислени стали. Последнее подразумевает получение в стали концентраций остаточного (растворенного) алюмини в пределах 0,015-0,060%, При соотношении количества алюмини и ванадийсодержащего шлака в конгломерате большем чем 1:3,5 концентраци остаточного алюмини превышает допустимые значени , что снижает механические свойства стали (камневидный излом). При соотношении количества алюмини в шихте меньшем чем 1:5 снижаетс степень восстанов Ленин ванади и не достигаютс требуемые концентрации растворенного в стали алюмини .The need to maintain the ratio between the amount of aluminum in the charge and the amount of vanadium-containing slag within (1: 3.5) - (1: 5) is due to the fact that aluminum is intended not only for the reduction of oxides, but also for the ultimate deoxidation of steel. The latter implies obtaining residual (dissolved) aluminum concentrations in steel within 0.015–0.060%. When the ratio of aluminum and vanadium-containing slag in the conglomerate is greater than 1: 3.5, the residual aluminum concentration exceeds the allowable values, which reduces the mechanical properties of the steel (stone-like fracture) . When the ratio of the amount of aluminum in the charge is less than 1: 5, the degree of reduction of Lenin Vanadi decreases and the required concentrations of aluminum dissolved in steel are not achieved.

Плавиковый шпат в количестве 47 мас,% ускор ет экзотермические ре акции, понижает температуру начала взаимодействи , раствор ет продукты взаимодействи , способствует образованию жидкоподвижного шлака и повышает его сорбционную способность, Увеличение содержани плавикового шпата (более 7 мас,%) в шихте ухудшает санитарно-гигиенические услови , а снижение его содержани в шлаке (менее 4 мас,%) не дает требуемого эффекта.The fluorspar in the amount of 47 wt.% Accelerates the exothermic reactions, lowers the temperature of the onset of interaction, dissolves the products of the interaction, promotes the formation of liquid slag and increases its sorption capacity. Increasing the content of fluorspar (more than 7 wt.%) In the mixture worsens the sanitary hygienic conditions, and a decrease in its content in the slag (less than 4 wt.%) does not give the desired effect.

Известь способствует образованию пшака, приближающегос по составу к известково-глиноземистому, что способствует эффективному рафинированию стали.Lime contributes to the formation of pshak, approaching the composition to lime-alumina, which contributes to the effective refining of steel.

Пример, Сравнение показате .лей легировани и рафинировани стали при использовании предлагаемой шихты и известной провод т при выплавке стали 20 Г1ФЛ в 60-тонных мартеновских печах с основной футеровкой . Дл этого в шихту предлагаемого состава и известную загружают на дно 30-тонного сталеразливочного ковша, после чего осуществл ют выпуск стали в ковш,Example, Comparison of alloying and refining rates of steel using the proposed charge and the known is carried out in the smelting of steel 20 G1FL in 60-ton open-hearth furnaces with the main lining. To do this, the mixture of the proposed composition and the known are loaded onto the bottom of a 30-ton teeming ladle, after which steel is released into the ladle,

В случае применени известной шихты дл раскислени стали в ковш дополнительно ввод т алюминий. Расход шихты в обоих случа х определ ют из услови ввода в сталь 0,10% ванади .In the case of using the known charge for steel deoxidation, aluminum is additionally introduced into the ladle. The charge consumption in both cases is determined from the condition that 0.10% vanadium is introduced into the steel.

При использовании шихты предлагаемого состава конгломерат из ванадийсодержащего шлака и алюмини получают , загружа их на дно ко.вша и расплавл алюминий при помощи газового факела.When using the mixture of the proposed composition, a conglomerate of vanadium-containing slag and aluminum is obtained by loading them onto the bottom of a covat and melted aluminum using a gas torch.

После затвердевани алюмини в ковш загружают плавиковый шпат и известь , а затем ос5га;ествл ют выпуск стали в ковш.After the aluminum has hardened, fluorspar and lime are loaded into the ladle, and then os5ga; steel production is entered into the ladle.

Степень восстановлени ванади в сталь оценивают по количеству ванади в готовой стали (ковшева проба в середине разливки металла по формам),The degree of vanadium reduction in steel is estimated by the amount of vanadium in the finished steel (ladle sample in the middle of metal casting according to the forms)

Степень рафинировани стали оценивают по содержанию серы, количеству оксидных неметаллических включений и по индексу загр зненности стали. Оксидные включени выдел ют электролитическим растворением образцов стали по стандартной методике , а общий индекс загр зненности стали определ ют методом Д по ГОСТ при увеличении 1 х 500,The degree of steel refining is estimated by the sulfur content, the number of oxide nonmetallic inclusions and the steel pollution index. Oxide inclusions are separated by electrolytic dissolution of steel samples by the standard method, and the total steel contamination index is determined by method D according to GOST with an increase of 1 x 500,

Результаты обработки стали приведены в таблице. Из приведенных данных следует, что использование шихты предлагаемо™ го состава по сравнению с известной позвол ет увеличить степень восстановлени ванади в сталь с 83 до 92-97%. Одновременно с этим снижаетс в сталь с 0,0070 до 0,0048-0 ,0058% содержание кислорода и с 0,0115 до 0,0073-0,0090 снижаетс содержание оксидных включений,, Индекс загр зненности снижаетс с 14,31 до 8,03-9,6, а степень десул фурации увеличиваетс с 43 до 125157% . Дополнительно исследуют вли ние соотношение алюмини и ванадийсодер жащегошлака в конгломерате на показатели обработки стали и ее качество . Дл этого используют предлага емую шихту с содержанием компонентов на среднем уровне. Обнаружено, что увеличение количества алюмини , в конгломерате более, чем опрсщелено отношением 1:3,5, приводит к рез кому падению ударной в зкости стал при , При уменьшении количества алюмини в конгломерате (соотношение менее, чем 1:5) степень восстаноЕлени ванади снижаетс до 85%, а койцентради растворенного в стали алюмини практически равна нулю. Стабильность химического состава стали по ванадию, кремнию и алюминию в сравниваемых вариантах оценивают по данным двзх серий промьшшенных плавок (10 плавок в каждой серии ) . В случае гфименени известной шихты среднеквадратические отклонени концентраций ванади , кремни и алюмини составл ют 0,016, 0,093 и 0,008% соответственно, дл шихты предлагаемого состава 0,006, 0,048 и 0,002% соответственно. Следовательно , в последнем случае обеспечиваетс повышение стабильности химического состава стали. Таким образом, использование предлагаемой шихты позвол ет по сравнению с известной повысить степень восстановлени ванади в сталь.The results of steel processing are shown in the table. It follows from the above data that the use of the mixture of the proposed ™ composition in comparison with the known one allows an increase in the degree of reduction of vanadium to steel from 83 to 92-97%. At the same time, the content of oxide inclusions decreases in the steel from 0.0070 to 0.0048-0, 0058% of the oxygen content and from 0.0115 to 0.0073-0.0090, the pollution index decreases from 14.31 to 8 , 03-9.6, and the degree of desulfurization increases from 43 to 125157%. In addition, the effect of the ratio of aluminum and vanadium-containing slag in the conglomerate on the performance of steel processing and its quality is investigated. To do this, use the proposed mixture with the content of components at an average level. An increase in the amount of aluminum in the conglomerate was found to be more than 1: 3.5 ratio, leading to a sharp drop in toughness of steel when, as the amount of aluminum in the conglomerate decreases (ratio less than 1: 5) up to 85%, and the concentration of aluminum dissolved in steel is practically zero. The stability of the chemical composition of steel for vanadium, silicon and aluminum in the compared variants is estimated according to the data of the two series of industrial heats (10 heats in each series). In the case of the known mixture charge, the standard deviations of the concentrations of vanadium, silicon, and aluminum are 0.016, 0.093, and 0.008%, respectively, for the mixture of the proposed composition, 0.006, 0.048, and 0.002%, respectively. Therefore, in the latter case, the stability of the chemical composition of the steel is improved. Thus, the use of the proposed mixture makes it possible to increase the degree of reduction of vanadium to steel in comparison with the known value.

77

повысить степень ее рафинировани и стабильность химического состава. При этом отпадает необходимость в дополнительном проведении операции конечного раскислени алюминием устран ютс также определенные трудности , св занные с таким раскислением , например нестабильное усвоение алюмини при подаче его в виде чешуек на дно ковша или на струю металла , усложнение и удорожание при использовании различных способов принудительного ввода алюмини в сталь (в виде проволоки, на штанге и т.п.).to increase the degree of refining and the stability of the chemical composition. This eliminates the need for additional end-deoxidation operations with aluminum and also eliminates certain difficulties associated with such deoxidation, for example, unstable uptake of aluminum when it is flaked to the bottom of the bucket or to the metal stream, complicated and expensive when using different methods of forced entry aluminum to steel (in the form of wire, on the rod, etc.).

Форму л а изобретени Formula of invention

Шихта дл получени легирующего, раскисл ющего и рафинирукицего .расплава , содержаща ванадийсодержащий The mixture to obtain alloying, deoxidizing and refining melts containing vanadium containing

8eight

275047 275047

восстановитель, плавиковый шлак.reducing agent, hydrofluoric slag.

шпат и известь, отличающа с тем, что, с целью повышени степени восстановлени ванади вspar and lime, characterized in that, in order to increase the degree of recovery of vanadium in

сталь,повышени степени рафинировани стали и стабильности ее химического состава, она содержит в качестве восстановител алюминий при следующем соотношении компонентов,steel, increasing the degree of refining of steel and the stability of its chemical composition, it contains as a reducing agent aluminum in the following ratio of components,

мас.%:wt.%:

Ванадийсодержащий шлак45-65Vanadium-containing slag45-65

Алк шиий9-14Alk Shiyiy9-14

Плавиковый шпат 4-7Fluorspar 4-7

ИзвестьОстальноеLimeEverything

ри этом апк Еииий и ванадийсодержаошй шлак используют в шихте в виде конгломерата и поддерживают в иен соотношение алюмини и ванадийсодержащего шлака, равным (1:3,5)-(1:5).At the same time, in the charge, conglomerate is used in the charge and the ratio of aluminum and vanadium-containing slag is (1: 3.5) - (1: 5).

Claims

Claim

A mixture for producing an alloying, deoxidizing and refining melt containing vanadium-containing slag, a reducing agent, fluorspar and lime, characterized in that, in order to increase the degree of recovery of vanadium in

5 steel, increasing the degree of refining of steel and the stability of its chemical composition, it contains aluminum as a reducing agent in the following ratio of components, 10 wt.%:

Vanadium Slag 45-65

Aluminum9-14

15 Fluorspar 4-7

Lime The rest.

rfpu this aluminum and vanadium-containing slag is used in the mixture in the form of conglomerate and support it

20 the ratio of aluminum and vanadium-containing slag equal to (1: 3,5) - (1: 5).