(54) ШИХТА ДЛЯ ЛЕГИРОВАНИЯ СТАЛИ
Изобретение относитс к области металлургии , в частности к производству в электропечах углеродистых низколегированных и легированных ниобийсодержацшх сталей. Выплавка ниобийсодержаших конструкционных сталей в насто щее врем посто нно увеличиваетс . Введение ниоби в сталь способствует повышению ее прочностных , пластических и специальных свойств. Основна масса ниобийсодержащих ста лей производитс путем введени ниоби в металл из дорогосто иЕшх (|)еррониоби или ниобиевых лигатур. Известны составы шихты дл легаро вани стали ниобием, состо щие из несколько более дешевого материала-п тиокиси ниоби и различных восстановителей: ферросилици , силикокальци , алюмини IJl, 2. Однако, несмотр на некоторое снижение стоимости такого материала, он остаетс достаточно дорогим. Дл сравне ни приводим следующие данные: стой- мость 1 кг ниоби , введенного в сталь из феррониоби самой дешевой марки (Нб4 ) составл ет 14,3 руб., из технической п тиокиси ниоби - 13,8 руб. Наиболее близким к предлагаемому составу по своему техническок решению вл етс следующий состав, %: Пирохлоровый концентрат59-60 Ферросилиций12-14 Известь22-24 Плавиковый шпат4-5 3 J, Указанна шихта дл легировани стали ниобием удовлетвор ет требовани м, предъ вл емым к легирующим материалам, используемым как дл ковшевых добавок, так и дл легировани в электропечи. Применение такой ишхты экономически ие- лессюбразнее шихты t , 2 . Стоимость . 1 кг ниоби , введенного в сталь из такой щихты, составл ет 7,7 руб. Но в составе указаннсЛ шихты пригоден лишь ниобиевый (Пирохлоровый) концентрат с содер 38 жанием п тиокиси ниоби 30-37% и не может быть использован ниобиевый концентрат с более низким содержанием п ти окиси ниоби . Применение последнего в составе известной шихты вследствие недо статка восстановител и формировани шл ка, не отвечающего требованию максимал ного извлечени ниоби из сырь (см. ни же), приведет к понижению извлечени ни би из шихты и непопаданию в заданный химический состав стали. Целью изобретени вл етс снижение себестоимости стали. Цель изобретени достигаетс тем, что в шихте дл легировани стали, включающей ниобийсодержашее сырье, восста- новитель, известь или известн к, в качест ве ниобийсодержащего сырь используют ниобиевые коцентраты с содержанием п тиокиси ниоби 8-28%, а шихта дополнительно содержит углеродсодержапшй мате риал и компоненты вз ты в следующем соотношении, мас.%: Ниобиевый концентрат 60-80 Восстановитель6-12 Углеродсодержащий материал (коксик или уголь)5-10 Известь или известн кОстальное . Ниобиевый концентрат (либр другие ниобийсодержащие материалы) с содержанием п тиокиси ниоби 8-28%- вл етс материалом дл легировани . Введение указанного ниобиевого концентрата ниже или выше указанных пределов не обеспечивает получени требуемого в стали содержани ниоби вследствие недостатка или . перерасхода ниоби на легирование . Восстановитель (феррослиций, сили- кокальций или алюминий) вводитс из расчета полного восстановлени ниоби из используемого сырь . Известь вводитс в количестве, необходимом дл нейтрализации, образующейс в процессе восстановлени двуокиси кремни или окиси алюмини , с целью фо мировани шлака с оптимальными физичес кими свойствами, который обеспечивает максимальное извлечение ниоби из используемого сырь . Углеродсодержапшй материал (коксик, уголь) вл етс дополнительным восстановителем и служит дл образовани Kjip бидов ниоби , что способствует повышению усвоени ниоби сталью и более полному его восстановлению из сырь . Соотношение компонентов шихт4 1 выве дено из следующих соображений. Иссле7 довани ми установлено, что наиболее благопри тное распределение ниоби между шлаком и металлом достигаетс при наведении известково-силикатных или известково-глиноземистых шлаков, обладающих оптимальными физическими свойствами: минимальной в зкостью и невысокой плавкостью . Поэтому известь или известн к вводили с учетом формировани такого шлака. Количество восстановител л углеродсодержащего материала в составе шихты определ етс содержанием п тиокиси в концентрате. Так, например, при содержании в концентрате 8% п тиокиси ниоби -/ необходимо иметь в составе шихты 8О% ниобиевого концентрата, 6% восстановител , % углеродсодержашего материала, известь - остальное. Таким образом, в составе шихты нижнему пределу содержани ниобиевого концентрата соответствует верхний предел содержани восстановител , а также углеродсодержащего материала, и наоборот. Шихта дл легировани стали оптимальiHoro состава была опробована при выпла&ке стали 20 ГФБЛ, содержашей 0,ОЗ 0 ,06% ниоби . Легирование стали осуществл ли путем присадки смеси в электропечь в восстановительный период плавки. Расход шикты 5 кг/т стали. В состав шихты было введено, мас.%: Ниобиевый концентрат, содержащий 15% п тиокиси ниоби 72 Восстановитель (ферросилиций , содержащий 46% кремни )8 Углеродсодержащий материал (коксик)6 Известь Остальное Данные химического анализа полученной стали показали, что содержание ниоби составл ет 0,052%, таким образом, усвоение ниоби сталью составило 83%. Кроме того, были проведены четыре плавки стали с применением данной шихты (см. табл. 1), в которой содержание ниобиевого концентрата составл ло, мас.% 55 (плавка 231), 60 (плавка 242), 80 ( плавка 257), 84 (плавка 278). Таким образом, введение ниобиевого концентрата в шихту менее 6О% и более 80% не обеспечивает требуемого дл стали 20 ГФБЛ содержани ниоби , которое должно составл ть 0,03-О,О6%. Качество металла, выплавленного с применением данной шихты, не ниже, чем при применении стандартного феррониоби (см. табл. 2). Использование дл легировани стали бедных ниобиевых концентратов позволит увеличить извлечение ниоби из руды в стал за счет исключени потерь при дальнейшем обогащении и, тем самым, снизить себестоимость выплавл емой стали. Так, например , при дальнейшем обогащении чернового ни обиевого концентрата Белозиминс кого месторождени , содержащего в сред нем 15% п тиокиси ниоби , безвозвратные потери по данным Гиредмета составл ют около 20%. При получении бедного концентрата (данные Гиредмета), содержащего 12-16% , вместо кондиционного , содержащего более 30%Nb(Vy Составы шихты дл легировани стали и
Механические свойства стали 2О ГФБЛ 6О4326 Феррониобий (среднее по Предлагаема шихта ( дл оптимальн 4426 дл легировани 6О ( дл граничног стали, плавк 644625 ( дл граничног стали, плавк
IТаблица тре стал 7 экономитьс ао п тиокиси нио- би . Поскольку применение предлагаемой шихты дл легировани стали предусмотрено в электропечи, где имеютс широкие возможности регулировани свойств шлаков, из состава смеси выведен дефицитный и дорогой плавиковый шпа-, что также способствует повышению эффективности производства. Применение предлагаемой шихты дл легировани стали позволит получить годовой экономический эффект свыше 9ОООО руб; при производстве 30 тыс.тонн стали в год. Таблица 1 содержание ниоби в металле 4812.6б.О м плавкам) 4812,05,8 состава ого и ) 4611,86,2 о состава а № 242 ) 4712,4,6,0 о состава а № 257)
8704478