Шихта для получения синтетического шлака

 

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШПАКА, включающая известь, глиноземсодержащий материал я восстановитель , о тличающаяся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств обрабатываемой стали, она дополнительно содержит циркон при следующем соотношении компонентов, мас.%: Глиноземсодержащий материал5-20 Циркон5-15 Восстановитель 10-30 ИзвестьОстальное i

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (И) 3(5ц С 21 С 5/54

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTkPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5-20

5-15

10-30

Остальное

4 °

° °

° ° (21) 3592751/22-02 (22) 19.05.83 (46) 23.07.84., Бюл. 0 - 27 (72) В.Д. Нестеренко, P.Ñ. Клебанов, В.Г. Кузнецов, В.И. Сулацков, Г.С. Артемьев и Ю.П. Соларев (53) 669.046.58 1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 497344, кл. С 21 С 5/54, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 595395, кл. С 21 С 5/54, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

У 370243, кл. С 21 С 5/54, 1970. (54) (57) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ШЛАКА, включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочностных и пластических свойств обрабатываемой стали, она дополнительно содержит циркон при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Глиноземсодержащий материал

Циркон

Восстановитель

Известь

1104164

20-40

1-40

0,5-1,0

Применение синтетического шлака, полученного из известной шихты, позволяет избежать вспенивания шлака, так как в качестве восстановителя взамен углеродистого материала используют кремний или алюминий f3) .

Однако стоимость стали, содержа- 55 щей цирконий, обработанной синтетическим шпаком, полученным из известной шихты, остается на высоком уровИзобретение относится к металлургии, конкретно к способам полу;ения шлаков определенного состава, и предназначено для использования при производстве высококачественных марок стали путем смешения жидкой заготовкиполупродукта с раскисляющим и легирующим сплавом, полученном в одном плавильном агрегате совместно с синтетическим шлаком.

Известна шлакообразующая смесь, содержащая, мас. : обожженная известь 49-56, катализатор К-5 40-50, плавиковый шпат 1-4.

Использование шпака, приготовленного из указанной смеси для обработки жидкого металла, позволяет повысить степень десульфурации стали f1) .

Однако применение такой стали при обработке высококачественных сталей щ не дает возможности существенно повысить ее прочностные или пластические свойства.

Известна также шихта для получения синтетического шлака, содержащая из- 2S весть 30-50Х, катализатор К-5 20-40Х и белый шлак алюминиевого производства — остальное (2) ..

Недостатком этой шихты является отсутствие в ее составе восстановителя, что не позволяет использовать ее при получении высококачественных сталей, модифицированных цирконием.

В этом случае в раскисляющий и легирующий сплав вводят модифицирующие

35 добавки, например силикоцирконий, что повышает ее себестоимость.

Наиболее близкой к изобретению по составу и достигаемому эффекту является шихта для получения синтетического шлака следующего состава, мас. :

Глиноземсодержащий материал

Известь

Восстановитель

Отвальный сталеплавильный шлак Остальное не из-за необходимости использования цирконийсодержащих лигатур.

Кроме того, десульфурирующая способность шлака, получаемого на основе этой шихты, низка (степень десульфурации не превышает 40%), что объясняется повышением содержания серы в отвальном сталеплавильном шпаке, что, в свою очередь, понижает механические характеристики обрабатываемых этим шлаком сталей.

Целью изобретения является повышение прочностных и пластических свойств обрабатываемой стали.

Цель достигается тем, что шихта для получения синтетического шлака, включающая известь, глиноземсодержащий материал и восстановитель, содержит циркон при следующем соотношении компонентов, мас.X.:

Глиноземсодержащий материал 5-20

Циркон 5-15

Восстановитель 10-30

Известь Остальное

Циркон имеет следующий химический состав, мас.X.: Ег02 55-60; 510 3540, окисные примеси остальное.

Восстановленный цирконий является не только модификатором, способствующим улучшению структуры стали, получению глобулярных включений, но также энергичным раскислителем. Кроме того, цирконий связывает в прочные соединения азот и серу, устраняя их вредное влияние на качество металла.

Расход .восстановителя, в качестве которого могут быть использованы алюминий или кремний, определяется расходом циркона, пределы содержания глиноземсодержащего материала и извести основаны на получении шлака с пониженными температурами плавления, т. е. расход циркона определяет их пределы.

Введение в состав шихты менее

5 мас. циркона позволяет получить в готовой стали менее 0 05 мас. циркония, что не обеспечивает эффект модифицирования и не приводит к повышению прочностных и пластических свойств стали.

Введение в состав шихты более

15 мас.X циркона приводит к увеличению содержания в шлаке кремнезема, что понижает десульфурирующую способность шлака, и в конечном итоге, 1104164 ухудшает прочностные и пластические характеристики стали.

Примеры промышленного опробования предлагаемой шихты, При разработке шихты для синтети- 5 ческого шлака опробовано пять составов (табл. 1) . Составы 1-3 — предлагаемые, 4 — ниже нижнего предела, 5 - выше верхнего предела по содержанию циркона; 6 — известный.

Составы шихты использованы для получения синтетического шпака при выплавке высокопрочной стали марки

12Х2Н4А. При приготовлении шихты все компоненты равномерно перемешивали и 15 затем загружали в дуговую электропечь

ДСП-12 для шлакообразования. Ниже приведен пример получения стали марки

12Х2Н4А с применением предлагаемой шихты состава 1. Заготовка-полупродукт20 (плавка Н2-9233) выплавлялась в,основной мартеновской печи емкостью 70 т, согласно существующей на предприятии технологии. Жидкий легирующий сплав и синтетический шлак приготовляли в дуговой электропечи.

При выплавке сплава в печь дают отходы углеродистой стали 2590 кг, ферросилиция 45Х -ного ФС-45 560 кг, феррохрома марки ФХ-015 1200 кг. 30

Во избежание окисления составляющих шихты в печь во время плавления загрузили 500 кг извести. После расплавления шихты в электропечи начали наводить синтетический шлак.

Для шпакообразования в печь загружена шихта состава 1 в количестве

5000 кг. Полученный синтетический шлак имел следующий химический состав, мас.7.: СаО 57,15 Si02 7,87," 40

Hg0 5,29, А1. 0 28,76; ZrO< 0,53, TiO g О, 15, FeO О, 25.

Химический состав жидкой лигатуры после выпуска из электропечи следующий, мас.7: С 0,60; Мп 2 3; Si 5,2

Сг 21,0; Zr 1 5; Fe остальное.

Химический состав заготовки-полупродукта металяа перед выпуском мартеновской печи следующий, мас.7.:

С 0,10, Мп 0,35; Si 0,10; P 0,009, S 0,026, Cr О, 15, Ni 3,65, Ре остальное.

После выпуска заготовки-полупродукта и обработки ее синтетическим шпаком и жидким легирующим сплавом получена сталь, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 4543-71 и имеющая химический состав, мас.7: С 0,13 Мп 0,45

Si 0,35; P 0,013> S 0,012, Cr 1,47

Ni 3,55; Zr 0,14; Си 0,21 остальное.

Для сравнения выплавлены две плавки стали. марки 12Х2Н4А с применением известной шихты. При этом плавка

Н5-1948 проведена с загрузкой в сплав силикоциркония в количестве 1,5 мас.X.

Кроме того, выплавлены плавки с применением шихты состава 2 и 3 (H5-2118 и Н6-1946). Также выплавлены плавки с.применением шихты состава 4 (плавка Н3-7133) и шихты состава 5 (плавка

Ф 43-7157) с содержанием циркона в шихте 3 и 18 мас.7 соответственно.

Данные по составам использованной шихты и механическим свойствам полученной стали представлены в табл. 2 и 3.

Как видно из табл. 1-3 применение предлагаемой шихты для получения синтетического шлака (плавки Н2-9233, Н5-2118, Н6-1946) позволяет увеличить уровень прочностных и пластических свойств высокопрочной cTaaH B срав некии с использованием известной шихты (плавка Н5-1812) .

Использование в составе шихты для синтетического шлака циркона позволя- ет снизить себестоимость стали, модифицированной цирконием.

Применение предлагаемой шихты для получения синтетического шлака позволяет использовать циркон вместо более дорогого силикоциркония.

Экономическая эффективность использования предлагаемой шихты составляет порядка 1,5 руб. на тонну обрабатываемой стали.

1 104 164

Таблица !

Содержание компонентов, мас.7/кг

Состав

Восстанови- Известь, тель (ферросилиций

ФС-45) Общий вес шихты, кг

Отвальный

Циркон

Глиноземсодержащий материал стал еплавильный шлак

58-2900

20/1000

30/1560

10/480

10/510

30/1560

5000

12/600

10/500

15/780

50/2600

65/3120

67/3400

47/2450

30/1530

5200

5/260

5/240

20/960

20/1020

3/170

18/930

5/260

5/205

30/1530

Номер плавки

Вес

Состав шихты, мас.X

Состав

Восстано звесть вит ель

Циркон ты,кг Глиноземсодержащий материал л еплавильный шлак

Н2-9233 5000

10

15

56,2

10

52,3

16

46,4

30

43,2

35 51,7

Н5-2118 5200 5

Н5-1946 4800 20

НЗ-7131 5100 18

НЗ-7157 5200 5

Н5-1812 5!00 30

35/1835 5100

Таблица 2

Степень есульОтваль урации ный ста 7

58 53,!

ЗО 50

1104164

Таблица 3

Номер плавки

Механические свойства стали t2X2H4A т»

ИПА

6в, ИПА

Она Щ Ум 2

1,56

14,1

63,8

1303

Н2-9233

1 184

Е5-2118

14,2

64,3

1307

1,59

1182

13,7

1294. 61,3

1,51

Н5-1946

1176

1,42

13,0

58,4

1107

1226

НЗ-7131. 13,1

57,7

1245

t,44! 123

НЗ-7157

1,37

1205

12,8

55,8

Н5-1812

1075

Составитель О. Веретенников

Техред М.Гергель Корректор О. Билак

Редактор Н. Джуган

Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5167/18

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4