Изобретение относитс к черной ме таллургии, в частности к шихтовым ма териалам дл выплавки сталерафинировочных шлаков. Раскисление низколегированной конструкционной стали различного назначени алюминием дл придани нестареющих свойств св зано с проблемой сохранени пластичности металла при температурах гор чей пластическо деформации. 8 металле, раскисленном алюминием происходит -выделение нитридов алюмини по границам зерен, вызывающее охрупчивание стали в области высоких температур. Деформированный металл имеет плены, трещины, рванины и. т.п. дефекты. Частичное подавление процесса деформировани нитридов алюмини по границам зерен достигаетс вв дением в сталь титана, который образует нитриды на стади х кристаллизации . Больша часть азота св зываетс с титаном, нитриды которого частично удал ютс из стали, а частично служат центрами кристаллизации. В результате границы зерен очищаютс от нитридных включений, пластичност стали при гор чей деформации повышаетс . Однако при этом нар ду с формированием дисперсной фазы нитридов титана образуютс также и крупные нитриды титана, которые значительно снижают свойства стали. При рафинировании стали синтетическим шлаком с добавкой в металл титана и его сплавов происходит формирование крупных нитридов титана в основном за счет св зывани с титаном азота, присутствующего в шлаке. Более того, при обработке стали синтетическим шлаком, содержащим незначительное количество окислов титана (1-2%), даже без присадки в металл титана и его сплавов в стали обнаруживают крупные нитриды титана. По-видимому, это объ сн етс фор3 мированием нитридов титана еще в жид ком сталерафинировочном шлаке и загр знением стали готовыми крупными нитрида-ми титана. В св зи с этим содержание окислов титана в синтетическом известковоглиноземистом шлаке ограничиваетс 2%, а в полупродукте, предназначенном дл выплавки таких шлаков, не более 31. Кроме того, окислы титана снижают рафинирующую способность синтетического шлака. С одной стороны, это про исходит вследствие снижени активнос ти окиси кальци , а с другой - из-за вспейивани шлака при выплавке его в печи с углеродистой футеровкой чacтичнoe восстановление окислов титана углеродом). Известен шихтовый материал дл выплавки синтетического шлака - шлак производства ферротитана, содержащий вес.: Глинозем . 68-72 Окислы кальци и магни 8-12 Окислы титана 12-16 Случайные компоне .нты.и примеси 2-5 В качестве- примесей в шлаке содер жатс , %: окислы железа до 3,5 и кремни до 2, а также незначительное количество соединений фосфора, серь, ванади , хрома, марганца и др, 1. Недостаток этого материала состои в том, что он способствует образованию известково-глиноземистого шлака, содержащего повышенное количество со динений титана. При выплавке в печи углеродистой футеровкой шлак вспениваетс , рафинирующа способность шла КЗ снижаетс . Использование материал в шихте ограничиваетс 10-15. Наиболее близок к изобретению идпользуемый в шихте дл выплавки синте тического шлака отвальный шлак 2 алюмино-термического производства фе ротитана, содержащий, вес,%: Двуокись титана 9,2 Окись магни 6,5 Глинозем7, Окись кальци 6,5 Двуокись кремни 2,5 Сопутствующие компоненты и примеси1,3 Недостаток отвального шлака ферро титана состоит в том, что при его ис пользовании формируютс сталерафинировочные шлаки с повышенным содержа , Hi-ieM соединений титана и металл, обработанный этими шлакамиJ загр зн етс крупными нитридами титана. При выплавке в печи с углеродист.ой футеровкой происходит вспенивание шлака. Рафинирующа способность шлака снижаетс а темп наплавки шлака (т.е. производительность шлакоплавильной печи) снижаетс . Технологичность металла при гор чей деформации снижаетс , качество поверхности ухудшаетс , выход годной стали уменьшаетс . Цель изобретени - снижение температуры плавлени глиноземистого материала , уменьшение расхода электроэнергии при выплавке шлака, повышение производительности шлакоплавильного агрегата, снижение затрат на выплавку шлака и улучшение технологичности обработанной синтетическим шлаком стали при гор чей пластической деформации . Цель достигаетс тем, что в состав глиноземистого материала, содержащего глинозем, окись кальци , окись магни , окислы титана, дополнительно ввод т окислы щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, вес.: Глинозем ,. 60-80 Окись кальци 12-22 Окись магни 1,5-5 Окислы титана 6-14 Окислы щелочных металлов0,5-3,5 В плавленом глиноземистом материале , кроме основных компонентов, допускаетс наличие случайных элементов , %: окислов кремни до 3, хрома до 1, марганца и железа до 1 и других в количествах не измен ющихс свойств материала, выплавленного из него шлака и рафинированной стали. Суммарное количество случайных элементов и примесей не должно превышать 7. Дл получени материала используют расплавленный недовосстановленный или частично довосстановленный шлак алюминотермического производства ферротитана , в который добавл ют окислы щелочных металлов. Расплав перемешивают и охлаждают. Допускаетс добавка окислов щелочных металлов в шихту при довосстановлении ферротитановых шлаков. Охлажденный материал подвергают дроблению до размера кусков не крупнее 150 мм, обеспечивающих загрузку в шлакоплавильную печь бросковой или вибрационной машиной. Содержание окислов алюмини , каль ци ., магни и титана в материале обу словлено составом используемого дл его изготовлени ферротитанового шла ка. Содержание компонентов шлака, в особенности окислов титана, св зано с неэкономичностью дальнейшего извле чени из него титана. Содержание окислов.щелочных металлов обусловлено приодинаковом со ставе шлака содержанием в нем окислов титана и нейтрализацией их ухудшающего вли ни на свойства сталерафинировочного шлака и стали и экономичностью извлечени титана из шла ка при его довосстановлении. В известково-глиноземистом шлаке окислы титана играют роль кислого компонента, св зывающего часть окислов кальци в сложные комплексы и уменьшающие количество свободной окиси кальци , В св зи с этим ухудшаетс десульфурирующа способность синтетического шлака. С другой стороны, в процессе переплава шихты в восстановитель юй ат мосфере (в шлакоплавильной уг леродистой футеровкой подины и откосов ) происходит восстановление двуокиси титана до низших окислов TIj Oj и TiO, а также до металлического ти тана. Низшие окислы титана образуют кру ные комплексы, ухудшающие жидкотекучесть шлака и снижающие их в зкость, а образующиес газообразные продукты реакции углерода с окислами титана вспенивают шлак. В результате ухудшаютс показатели работы печи: снижаетс интенсивность наплавки шлака, увеличиваетс расход электроэнергии. Восстановление двуокиси титана до металлического титана сопровождаетс образованием крупных тугоплавких соединений карбонитрилов титана, загр з н ющих обрабатываемую сталь. Введение в шихтовый материал в про цессе его выплавки окислов щелочных металлов позвол ет в значительной мере устранить эти недостатки, что обусловлено следующим. Введенные в расплавленный ферротитановый шлак окислы щелочных металлов при охлаждении образуют соединени типа гексатитанатов (MejO 61102). Затем при выплавке син тетического шлака соединени гексатитанатов щелочных металлов, имеющие относительно высокую термодинамичес18 . -6 кую устойчивость и ограниченную раст воримость в известково-глиноземистом расплаве, длительное врем существуют в расплаве в виде самосто тельных комплексов. В результате процессы -восстановлени двуокиси титана углеродом до низших окислов и металлического титана значительно замедл ютс , и рафинировочйые свойства шлаков не ухудшаютс . В значительной мере подавл етс реакци вспенивани шлакового расплава, производительность печи повышаетс , энергетические, затраты на выплавку рафинировочного шлака coкращаютс . Кроме того, при введении окислов щелочных металлов несколько снижаетс температура плавлени глиноземистого материала. При содержании окислов щелочных металлов в материале менее 0,5 рафинирующие свойства синтетических шлаков, полученных из этого материала , ухудшаютс , сталь загр зн етс крупными нитридами титана, технологичность металла при гор чей деформации ухудшаетс . Лри содержании окислов щелочных металлов в материале более- 3,5 и введении их в шихту, алюминотермического довосстановлени шлака ферротитана извлечение титана ухудшаетс , а : ПРИ введении в шлак ферротитана после довосстановлени наблюдаетс значительный вынос их в атмосферу и ухудшение санитарно-гигиенических условий на рабочих местах. Особенность предложенного глиноземистого материала состоит в том, что он представл ет собою сплавленный материал, в котором окислы титана св заны в сложные соединени с окислами щелочных металлов. При последующем переплаве на известково-глиноземистый шлак эти соединени , по-видимому, длительное врем не разрушаютс и преп тствуют образованию нитрида титана в синтетичес|ком шлаке. Кроме того, шлак, выплавл емый с применением предложенного материала, не пенитс и обладает высокой рафинирующей способностью. При выплавке синтетического шлака снижаетс расход электроэнергии на выплавку шлака, повышаетс производительность шлакоплавильной печи. Обработанна синтетическим шлаком, .полученным с использованием предложенного материала, сталь практически не имеет крупных нитридов титана, технологичность ее при гор чей деформации увеличиваетс . Необходимость в раскислении металла титаном отпадает Приме р.,Шлак производства ферротитана трех плавок подвергают довосстановлению с целью дополнитель ного извлечени титана и получени глиноземистого материала дл выплавки синтетического сталерафинировочно го шлака. После довосстановлеии в расплавленный шлак добавл ют плавленую соду в количествах 10-50 и 100 к на плавки 1,2 и 3 соответственно. Шлаковый, расплав охлаждают, раздробл ют до кусков размером не крупнее 100 мм, и полученный материал исполь зуют в качестве шихты дл выплавки синтетического сталерафинировочного шлака. В табл. 1 приведены составы предлагаемого глиноземистого материала (1-3), а также известный состав глиноземистого материала с повышенным содержанием окислов титана, но без добавки окислов щелочных металлов(4) Глиноземистый материал с добавкой извести переплавл ют в шлакоплавильной печи с углеродистой футеровкой дл получени известково-глиноземистого сталерафинировочного шлака. В табл. 2 приведены услови плавк шлака. Как видно из табл. 2, применение предложенного глиноземистого материа ла способствует повышению темпа наплавки шлака, т.е. увеличению производительности печи, и снижению расхода электроэнергии. В табл. 3 представлен, состав синтетических шлаков, которыми обработа на низколегированна трубна сталь, выплавленна в 00-тонных мартеновских печах. При исходном содержании серы 0,02 0,032 и расходе шлака 3 в готовом металле содержитс 0,009-0,010% серы . Степень десульфурации шлаками (1-3) , выполненными на предложенном глиноземистом материале, и шлаком (k), выплавленном на известном материале практически одинакова и находитс на уровне 68-72. Металл плавк ( k) дополнительно раскислен ферротитаном 0,2 кг/т (по т 1тану) . Сталь разливают в слитки и прокатывают на лист толщиной 12 мм. Метал плавок (1-3) имеет меньше дефектов на поверхности листа по сравнению с плавкой (4) . Отсортировка металла в пониженные сорта на плавках 1, 2, 3 и 4 составл ет 5,8; 6,1; 5,6 и 7,9 соответственно , т.е. на плавках, обработанных синтетическим шлаком, полученным из предложенного материала, выход первосортной продукции выше на 1,8-2,3%. Экономический эффект за счет сокращени расхода титана дл раскислени стали составл ет 0,2 р на 1 т слитков, а при производстве 500 тыс.т. слитков (что соответствует примерно 300 тыс.т. листового проката) 0, X 500 100 тыс. руб. Экономический эффект за счет повышени технологичности стали и увеличени выхода металла первого сорта при разнице в отпускных ценах 30 Р/т составл ет 0,02x30 0,6 р. на 1 т. проката, а при годовом производстве листового проката 300 тыс. т - 180 тыс. руб. Увеличение пластичности стали при прокатке объ сн етс тем, что при обработке стали синтетическим шлаком, полученным с использованием предложенного глиноз.емистого материала, в стали формируютс включени нитридов титана более мелких размеров и в меньшем количестве. Размер включений нитридов титана в плавках (1-3) не превышает 5 мкм, в то врем как в плавке (k) наблюдаютс нитриды титана размером 10-15 мкм. Объемный процент нитридов титана в плавке 1 , 2, 3 и t составит 0,0013; 0,0008; 0,00.05 и 0,0024 соответственно. Кроме того,, экономический эффект может быть получен за счет сокращени расхода электроэнергии, увеличени производительности шлакоплавильной печи и увеличени количества стали , обработанной синтетическим шлаком . Таким образом, предложенный глиноземистый материал позвол ет повысить технико-экономические показатели при выплавке синтетического шлака: снизить расход электроэнергии на 1030 , увеличить производительность шлакоплавильной печи на 0,1-2,5 т/ч, повысить технологичность металла при гор чей пластической деформации. Следует отметить, что введение окислов щелочных металлов в синтетический шлак при его выплавке не обеспечивает снижени в стали включений нитридов титана. Изобретение просто в осуществлении . Дл его внедрени не требуетс капитальных затрат. Глиноземистый ма 1810 териал может быть получен на ферросплавных заводах и использован на предпри ти х, имеющих оборудование дл выплавки сталерафинировочных син тетических шлаков. Таблица1The invention relates to ferrous metallurgy, in particular, to charge materials for smelting refining slags. The deacidification of low-alloyed structural steel for various purposes with aluminum to impart non-aging properties is associated with the problem of preserving the ductility of the metal at temperatures of hot plastic deformation. In aluminum-deoxidized metal, precipitation of aluminum nitrides along the grain boundaries occurs, causing steel to become brittle at high temperatures. Deformed metal has captivity, cracks, and flaws. etc. defects. Partial suppression of the process of deforming aluminum nitrides along the grain boundaries is achieved by introducing titanium into steel, which forms nitrides in the crystallization stages. Most of the nitrogen is bound to titanium, the nitrides of which are partially removed from the steel and partially serve as crystallization centers. As a result, the grain boundaries are cleaned of nitride inclusions, and the ductility of the steel during hot deformation increases. However, along with the formation of the dispersed phase of titanium nitrides, large titanium nitrides are also formed, which significantly reduce the properties of the steel. When steel is refined with synthetic slag with the addition of titanium and its alloys to metal, large titanium nitrides are formed mainly due to the binding of nitrogen to the titanium, which is present in the slag. Moreover, when processing steel with synthetic slag containing a small amount of titanium oxides (1-2%), even large titanium nitrides are detected in steel even without the addition of titanium and its alloys to metal. Apparently, this is explained by the formation of titanium nitrides already in the liquid steel refining slag and the contamination became ready-made large titanium nitrides. In this connection, the content of titanium oxides in synthetic lime-alumina slag is limited to 2%, and in the intermediate product intended for smelting such slags, not more than 31. In addition, titanium oxides reduce the refining capacity of synthetic slag. On the one hand, this occurs due to a decrease in the activity of calcium oxide, and on the other hand, due to drinking slag during its smelting in a furnace with a carbon lining, a partial reduction of titanium oxides by carbon). Known charge material for smelting synthetic slag is slag produced by ferrotitanium, containing weight .: Alumina. 68-72 Calcium and magnesium oxides 8-12 Titanium oxides 12-16 Occasional components and impurities 2-5 As impurities in the slag contain,%: iron oxides up to 3.5 and silicon up to 2, as well as minor the number of compounds of phosphorus, serine, vanadium, chromium, manganese, etc., 1. The disadvantage of this material is that it contributes to the formation of lime-alumina slag containing an increased amount of titanium compounds. When smelting in a furnace with a carbon lining, the slag foams, the refining capacity of the short circuit is reduced. The use of material in the charge is limited to 10-15. Closest to the invention, dump slag 2 of alumina-thermal production of fluorine titanium used in the charge for smelting synthetic slag, contains, by weight,%: Titanium dioxide 9.2 Magnesium oxide 6.5 Alumina 7, Calcium oxide 6.5 Silicon dioxide 2.5 Related components and impurities1,3 The disadvantage of ferro-titanium waste slag is that when it is used, steel refining slags are formed with a high content of Hi-IM titanium compounds and the metal treated with these slags is contaminated with large titanium nitrides. When smelted in a furnace with a carbon lining, slag foaming occurs. The slag refining capacity decreases and the slag deposition rate (i.e., the productivity of the slag-smelting furnace) decreases. The processability of the metal during hot deformation decreases, the quality of the surface deteriorates, and the yield of good steel decreases. The purpose of the invention is to reduce the melting temperature of the aluminous material, reduce power consumption during slag smelting, increase the productivity of the slag-smelting unit, reduce the cost of slag smelting and improve the processability of steel treated with synthetic slag during hot plastic deformation. The goal is achieved by adding alkali metal oxides to the composition of alumina material containing alumina, calcium oxide, magnesium oxide, titanium oxides, in the following ratio of components, weight: Alumina,. 60-80 Calcium oxide 12-22 Magnesium oxide 1.5-5 Titanium oxides 6-14 Alkali metal oxides 0.5-3.5 In the fused alumina material, besides the main components, the presence of random elements is admitted,%: silica to 3, chromium to 1, manganese and iron to 1, and others in amounts of unchanged properties of the material, slag produced from it, and refined steel. The total amount of random elements and impurities should not exceed 7. To obtain the material, use molten undiminished or partially remodeled slag of aluminothermic ferrotitanium production to which alkali metal oxides are added. The melt is stirred and cooled. Alkali metal oxides can be added to the charge during the re-reduction of ferrotitanium slags. The cooled material is subjected to crushing to a size of pieces no larger than 150 mm, which ensure the loading into the slag-melting furnace with a casting or vibrating machine. The content of oxides of aluminum, calcium, magnesium, and titanium in the material is determined by the composition of the ferrotitanium slag used for its manufacture. The content of slag components, in particular titanium oxides, is associated with the uneconomic further extraction of titanium from it. The content of alkali metal oxides is due to the equal content of slag in it, the content of titanium oxides in it and the neutralization of their deteriorating effect on the properties of steel refining slag and steel and the cost-effectiveness of extracting titanium from the slag during its recovery. In the lime-alumina slag, titanium oxides play the role of an acidic component that binds a part of calcium oxides into complex complexes and reduces the amount of free calcium oxide, which degrades the desulfurizing ability of synthetic slag. On the other hand, in the process of melting the charge into the reducing agent in the atmosphere (in the slag-melting carbon lining of the bottom and slopes), titanium dioxide is reduced to the lower oxides TIj Oj and TiO, and also to metallic titanium. The lower titanium oxides form steep complexes that deteriorate the fluidity of the slag and reduce their viscosity, and the resulting gaseous products of the reaction of carbon with titanium oxides foamed slag. As a result, the furnace performance deteriorates: the intensity of slag deposition decreases, the power consumption increases. The reduction of titanium dioxide to metallic titanium is accompanied by the formation of large refractory titanium carbonitrile compounds contaminating the steel to be treated. Introduction to the charge material in the process of its smelting of alkali metal oxides allows to substantially eliminate these drawbacks, which is due to the following. Alkali metal oxides introduced into the molten ferrotitanium slag form compounds of the hexatitanate type (MejO 61102) when cooled. Then, in the smelting of synthetic slag, alkali metal hexatitanate compounds having a relatively high thermodynamic 18. -6 stability and limited solubility in the lime-alumina melt, for a long time exist in the melt in the form of independent complexes. As a result, the processes for the reduction of titanium dioxide with carbon to lower oxides and metallic titanium are significantly slowed down, and the refining properties of slags do not deteriorate. The slag melt foaming reaction is significantly suppressed, the furnace productivity rises, the energy costs of refining slag smelting are reduced. In addition, with the introduction of alkali metal oxides, the melting point of the alumina material somewhat decreases. When the content of alkali metal oxides in the material is less than 0.5, the refining properties of synthetic slags obtained from this material are deteriorated, the steel is contaminated with large titanium nitrides, and the manufacturability of the metal during hot deformation is impaired. The content of alkali metal oxides in the material is more than -3.5 and introduced into the mixture, the aluminothermic reduction of ferrotitanium slag, the extraction of titanium worsens, and: When introduced into the slag of ferrotitanium after the recovery, they are significantly removed to the atmosphere and deterioration of sanitary and hygienic conditions . A feature of the proposed alumina material is that it is a fused material, in which the oxides of titanium are bound into complex compounds with oxides of alkali metals. During subsequent remelting to lime-alumina slag, these compounds, apparently, are not destroyed for a long time and prevent the formation of titanium nitride in synthetic slag. In addition, the slag produced with the use of the proposed material is not foams and has a high refining ability. When smelting synthetic slag, electricity consumption for slag smelting is reduced, and the productivity of the smelting furnace increases. Processed by synthetic slag obtained using the proposed material, the steel has practically no large titanium nitrides, its processability during hot deformation increases. The need for metal deoxidation with titanium disappears. For example, the slag from the production of ferrotitanium from three heats is subjected to redeposition in order to extract titanium and to obtain an alumina material for smelting synthetic steel refining slag. After the reduction, molten soda is added to the molten slag in amounts of 10-50 and 100 to melt 1.2 and 3, respectively. The slag, the melt is cooled, crushed to pieces no larger than 100 mm in size, and the resulting material is used as a charge for smelting synthetic steel refining slag. In tab. Table 1 lists the compositions of the proposed alumina material (1-3), as well as the known composition of the alumina material with a high content of titanium oxides, but without the addition of alkali metal oxides. (4) The alumina material with lime addition is melted in a slag-melting furnace with a carbon lining alumina steel refining slag. In tab. 2 shows the conditions of melting slag. As can be seen from the table. 2, the use of the proposed alumina material promotes an increase in the rate of slag deposition, i.e. increase the productivity of the furnace, and reduce energy consumption. In tab. 3 shows the composition of synthetic slags, which are processed on low-alloyed tube steel, melted in 00-ton open-hearth furnaces. With an initial sulfur content of 0.02-032 and a slag consumption of 3, the finished metal contains 0.009-0.010% sulfur. The degree of desulfurization by slags (1-3) made on the proposed alumina material and slag (k) smelted on the known material is almost the same and is at a level of 68-72. Metal melting (k) is additionally reduced by ferrotitanium of 0.2 kg / t (in tons of 1 tan). Steel is poured into ingots and rolled onto a sheet 12 mm thick. Metal melts (1-3) has fewer defects on the surface of the sheet compared to melting (4). Sorting metal into reduced grades in swimming trunks 1, 2, 3, and 4 is 5.8; 6.1; 5.6 and 7.9 respectively, i.e. on swimming trunks treated with synthetic slag, obtained from the proposed material, the yield of first-class products is 1.8-2.3% higher. The economic effect due to the reduction of titanium consumption for steel deoxidation is 0.2 p per 1 ton of ingots, and in the production of 500 thousand tons. ingots (which corresponds to approximately 300 thousand tons of sheet metal) 0, X 500 100 thousand rubles. The economic effect due to an increase in the steel processability and an increase in the yield of the first-grade metal with a difference in selling prices of 30 R / t is 0.02x30 0.6 p. per 1 ton of rolled metal, and with an annual production of flat rolled 300 thousand tons - 180 thousand rubles. The increase in the ductility of steel during rolling is explained by the fact that when steel is treated with synthetic slag obtained using the proposed alumina material, titanium nitrides are formed in steel in smaller sizes and in smaller quantities. The size of inclusions of titanium nitrides in swimming trunks (1-3) does not exceed 5 µm, while in titanium (k) smelting titanium nitrides are 10-15 µm in size. The volume percentage of titanium nitrides in smelting 1, 2, 3 and t will be 0.0013; 0.0008; 0.00.05 and 0.0024 respectively. In addition, the economic effect can be obtained by reducing energy consumption, increasing the productivity of the slag-smelting furnace and increasing the amount of steel treated with synthetic slag. Thus, the proposed alumina material makes it possible to increase technical and economic indicators in the smelting of synthetic slag: reduce electricity consumption by 1030, increase the productivity of the slag melting furnace by 0.1-2.5 t / h, and improve the processability of the metal during hot plastic deformation. It should be noted that the introduction of alkali metal oxides into synthetic slag during its smelting does not reduce titanium nitrides inclusions in steel. The invention is simple to implement. Capital expenditures are not required for its implementation. Alumina ma 1810 material can be obtained in ferroalloy plants and used in enterprises that have equipment for smelting steel refining synthetic slags. Table 1
100100
Всего:Total:
100100
100100
100100
.Таблица.Table