SU945217A1 - Шихта дл выплавки черных металлов - Google Patents

Description

(54) ШИХТА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

-..1.

Изобретение относитс  к черной металлургии, конкретно к производству чернь1х металлов (чугуна и стали) путем восстановлени  углеродом и жидкой шлаковой фазы дл  вьшлавки металла в маишностроенин и других отрасл х промышленности.

Известен состав шихты дл  выплавки металла в дуговой электрической пс1ш. Шихта составл етс  из различного по габаритности стального лома, углеродсодер5кащего материала Q (кокскка и др.) шлакообразующих материалов (известн к, железна  руда, окалина н др.), раскисл ющих; и легирующих добавок {Ц.

Наиболее близким по технической сущности н достигаемому результату  вл етс  составjj

шихты дл  выплавки металла в дуговой з лектрнческой печи, содержащей взамен стального лома окисленные железорудные материалы, углеродсодержащие материалы, шлакообразующне материалы, раскисл ющие и легирующие 2й добавки. В этой Щихте используют обычные р довые руды, агломерат, окатыши с различной степенью металлизации и получают чугун, содержащий, %: 2,2 3,0 С; 0,07-0,13 Si;

0,,11 S; 0,02-0,04 Ti и сталь, содержащую ,%: 0,05-0,80 С; 0,П-0,60 Мп; 0,0440 ,082 S; 0,019-0,043 Р; 0,03-0,12 Сг; 0,030 ,05 Ni; 0,02-0,04 Си 2.

Полученные с применением этой шихты составы металла относ тс  к чугунам и стал м общего назначени  с обычными свойствами. Дальнейшее развитие тешсики, освоение районов с пониженной среднегодовой температурой требуют применени  черных металлов с более BbicoKHM уровнем механических свойств. Созданы марки чугунов и сталей с такими свой- . ствами. Часть из них содержит повышенное количество ванади  (до 0,2%).. Большое применение получают износостойкие ч ту11Ы и атмосферокоррозионные стали с повыше1П1ым содержанием фосфора (0,15-0,9%). Известны составы чугунов и сталей с повышенным содержанием ванади  и фосфора. На вагоноремонтных заводах в знач11телы1ых количествах отливаютс  тормозные колодки из чугуна с 0,2-0,5% Р. При производстве чугунов н сталей из обычных железорудных материалов необходимое колтество зтих 3 9 элементов ввод т с легирующими добавками (феррофосфором и феррованадием). Эти ферр сплавы  вл ютс  дорогосто щими и дефицитными , что ограничивает их использование дл  производства необходимых объемов чугунов и сталей с ванадаем, фосфором. Целью изобретени   вл етс  использование природнолегироваш1ых ванадием до 0,3% и ф фором до 1% окисленных железорудных материалов , сокращение расхода фосфористых лигатур и ванадиевых продуктов и повышение извлечени  фосфора и/или ванади . Указанна  цель достигаетс  тем, что в ипссту ввод т окисленные железорудные материалы с повышенным до 0,3% содержанием ванади  до 1% фосфора. Окислы элементов V2Os и PjOs. взаимодействуют с углеродом. Высока  температура нагрева щихты в электрической дуговой печи, сравнительно низкое содержание кислорода в металле ускор ют реакции восстановлени  VjOs и PjOs и в чугуне или стали повышаетс  концентраци  ванади , фосфора. : В состав шихты необходимо,вводить 60-85% окисленных железорудных материалов с повышенным содержанием ванади , фосфора. Дл  восстановлени  окислов железа и других элементов вводитс  14 - 30% углеродсодержащйх материалов. Известь и другие шлакообразуюши материалы, необходимые Дл  наводки шлаков обессеривани  металла, составл ет 0,5-15%. Дл  получени  сталей и чугунов с заданным химическим составом ввод тс  в пределах 0,5-5% раскисл ющие и легирующие добавки. Выплавку провод т в дуговой электропечи с магнезитовой футеровкой И динасовым сводо В табл. 1 приведено изменение шихты и параметров плавки в зависимости от содержани  окисленных железоруднь1Х материалов. Если количество материалов составл ет 55% ниже нижнего предела, то содержание углерода в металле достигает максимального содержани  6,7% по растворимости в железе. Требуетс  много времени на обезуглероживание металла и значительно возрастает продолжительность плавки (вариант 1). В варианте 2 содержание окисленных материалов равно нижнему пределу 60%. В этом случае снижаетс  содержание углерода в металле до 4,5%. Продолжительность плавки несколь ко увеличиваетс  из-за операции обезуглероживани  до заданного содержани  углеродл. Промежуточные варианты 3 и 4 обеспечиваю нормальный ход плавки. В варианте 5 содержание окисленных материалов в шихте находитс  на верхнем пределе 85%. Количество углеродсодержащйх материалов достигает нижнего предела. При таком соотношении удобно выплавл ть средне и низколегированные фосфором и/или ванадием стали. Если содержа1ше окисленных железорудных материалов- становитс  выше верхнего предела, то количество углеродсодержащих материалов меньше нижнего предела. В результате резко уменьшаетс  степень восстановлени  железа и полезных элементов, в т. ч. фосфора и/или ванади . В табл. 2 показано вли ние углеродсодержащих материалов на состав шихты и показатели плавки. При количестве материалов выше верхнего предела 35% расход окисленных железорудных материалов становитс  ниже нижнего предела. Одновременно значительно повьшаетс  содержание углерода в металле и увеличиваетс  врем  плавки (вариант 1). Во втором варианте углеродсодержащие материалы вз ты на верхнем пределе. Продолжительность плавки несколько увеличиваетс  иэза обезуглероживани  металла до заданного содержани  в чугуне. Среднее промежуточное содержание углеродсодержащих материалов в шихте (вариант 3) обеспечивает нормальный ход плавки. При достижении нижнего предела встречаетс  два случа . В первом случае (вариант 4) выплавл етс  сложнолегированна  сталь 10 HAV с высоким расходом шлакообразуюхцих материалов и лигатур. Во втором случае (вариант 5) количество окисленных железорудных материалов достигает верхнего нредела. Несколько уменьщаетс  степень восстановлени  железа, фосфора, ванади  и выплавл ютс  сравнительно простые низколегированные фосфором и/или ванадием стали. Когда количество углеродсодержащих материалов ниже нижнего предела (вариант 6), то количество окисленных железорудных материалов становитс  выше верхнего предела. Кроме . этого, резко уменьшаетс  степень восстановлени  железа, фосфора, ванади  и плавка становитс  мало экономичной. Вли ние расхода шлакообразующих материалов приведено в табл. 3. Шлакообразующие материалы необходимы дл  получени  шлака заданного состава и корректировки фосфора и серы в металле. При содержании шлакообразующих выше верхнего предела (вариант 1) за счет окисленности шлака уменьшаетс  степень восстановлени  элементов. Введение большого количества шлакообразуюших зат гивает врем  плавки, снижаетс  стойкость футеровки печи. При верхнем расходе шлакообразующих выплавл ютс  сложнолегированные марки стали (вариант 2), например 10 HAV. Дл  выплавки таких сталей требуетс  вводи1Ь i и максимальное количество раскисл ющих и легируюишх добавок. Среднее количество шлакообразующих материалов обеспечивает выплавку фосфористых чугунов с несколько пониженной производительностью печи (вариант 3). Расход ишакообразуюших материалов на нижнем пределе (вариант 4) необходим при вьтлавке сравнительно простых сталей с невысоким содержанием фосфора, ванади  типа автоматной и других сталей. По этому варианту выплавл ютс  также чугуны с содержанием фосфора до 0,5%. Снижение расхода шлакообразуюших ниже нижнего предела затрудн ет корректировку состава первичного ишака и вьшлавку сталей с заданным содержагшем элементов (вариант В табл. 4 приведено изменение состава шихты и параметров плавки в зависимости от содержани  раскисл ющих и легир)тощих материалов. При высоком расходе легирующих матери лов 7,0% (вариант 1) и высоком расходе шл кообразующих материалов возникают затруднени  с попаданием в химический состав выплавл емого металла. Содержание раскисл ющих и легирующих материалов на верхнем пределе (вариант 2) требуетс  дл  вьшлавки сложнолегированных сталей типа 10 HAV и других. Среднее содержание (вариант 3} обеспечивает нормальный ход плавки фосфористых чугунов . При нижнем пределе (вариант 4) выплавл етс  автоматна  и другие низколегированные Когда количество раскисл ющих и легирующих добавок снижаетс  ниже 1гажнего предела (вариант 5) то вновь По вл ютс  трудности с выплаекой сталей заданного химического состава. Предпагаемьш состав шихты позвол ет выплавл ть стали и чугуны с ванадием и фосфором . При этом не 1ребуютс  дорогосто щие феррофосфор - 24% Р (193 руб. за т)   не требуетс  феррованадий 38% V (2510 руб. за т). Окисленные железорудные материалы с ванадием и фосфором существуют в природе, запасы их велики. Использование шихт предлагаемого состава позволит значительно увеличить производство сталей и чугунов с ванадием, фосфором и добитьс  сзпщественной экономии черных металлов в народном хоз йстве.

се

 

S

п ю

ее Н

Г-;

ю

tn

о

о

Оч

ш

о

1Л

оГ

Ч о

го

о

о

О CS

ю

О

ON

оо

VD

C

л

О Ov

ON

ОО

О

л

n, «гГ

о О

о

«л

  М

«

о И 2 S

S S Ч S  

о

VO

X i

л g

и S m а,

сз

0

i 2

2 S

Си X

Я IgИ §S 2

О4ш иш

.

сосUt3

 

а  

R

to

е  Н

S S

 

X л

л

i S,

g (1

||

«   са ш

U

§

i 2 -и

Я

«

S 5 g «

III «

с

 

и

S 5

со m

П

о

п,

гл о

о

§

§

о

ос

о

о.

VI

VI

О

О

оо

00

S

VI

S

V)

о

as Е

сл

2; 11

t-- о

v

00

л е СО и г

« а

CQ п

in fn

(

Ov

v Ov

00

Ч О

го

Ч

о

fO

W-)

О

О

O

о

1Л

о

о

Ov

oo

CO

O

V5

5 О

СЛ

vj

«.

o

о

ГО

rt N

Сч

m

Claims (2)

1.Еднерал Ф. П. Электрометаллурги  стали ферросплавов. М., 1963, с. 131-132, 169, 192.

2.Кн зев В.Ф. и др. Бескоксова  метаплури  железа.М.,Металлурги  Л972,сЛ46-166.