RU2116371C1

RU2116371C1 - Cast iron

Info

Publication number: RU2116371C1
Application number: RU94031930/02A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Гаврилюк; Ю.А. Леконцев; Г.М. Хисматулин; В.А. Завидонский
Original assignee: Акционерное общество "Чусовской металлургический завод"
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1998-07-27
Also published as: RU94031930A

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely production of commercial vanadium cast iron and production of conversion cast iron. SUBSTANCE: cast comprising carbon, silicium, manganese, vanadium, titanium, copper, nickel, cobalt, chromium, aluminium, germanium and ferrum additionally comprises phosphorous, sulfur and scandium. Content of these components, mas.% is as follows: carbon, 3.0-4.8; silicium, 0.02-0.8; manganese, 0.01-1.5; vanadium, 0.03-1.0; titanium, 0.02-0.8; phosphorous, 0.015-0.10; sulfur, 0.010-0.05; copper, 0.01-0.12; nickel, 0.02-0.3; cobalt, 0.01-0.14; chromium, 0.02-0.9; aluminium, 0.01-0.15; germanium 0.0001-0.002; scandium, 0.0001-0.015; ferrum, the balance. When desired cast iron is used as conversion one then fuel expense and expense for iron-ore portion of charge are decreased by 5-10 %, degree of conversion of vanadium into slag is increased by 0.9-1.5 %, degree of extraction of chromium and vanadium is increased by 1.3-2.2 %; wear resistance of construction steel and cast iron is increased. EFFECT: improved quality of desired product. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам чугуна, используемым в качестве товарного ванадиевого чугуна, а также для конвертерного передела с получением ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта. The invention relates to ferrous metallurgy, and specifically to compositions of cast iron used as commercial vanadium cast iron, as well as for converter processing to produce vanadium slag and carbon intermediate.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун, содержащий, мас.%:
Углерод - 2,4 - 3,0
Кремний - 0,8 - 1,4
Марганец - 0,5 - 1,5
Хром - 0,15 - 0,4
Никель - 0,1 - 0,4
Ванадий - 0,1 - 0,3
Алюминий - 0,02 - 0,2
Медь - 0,02 - 0,2
Титан - 0,35 - 0,8
Церий - 0,01 - 0,05
Молибден - 0,05 - 0,72
Кобальт - 0,08 - 0,16
Германий - 0,03 - 0,07
Железо - Остальное
Недостатками известного сплава являются большие затраты на железорудную часть шихты и топлива из-за высокой температуры плавления образующихся соединений, что значительно повышает удельный расход кокса на производство чугуна. В известном чугуне также отсутствуют компоненты, которые способствуют повышению извлечения ванадия, хрома и титана.The closest in technical essence and the achieved result is cast iron containing, wt.%:
Carbon - 2.4 - 3.0
Silicon - 0.8 - 1.4
Manganese - 0.5 - 1.5
Chrome - 0.15 - 0.4
Nickel - 0.1 - 0.4
Vanadium - 0.1 - 0.3
Aluminum - 0.02 - 0.2
Copper - 0.02 - 0.2
Titanium - 0.35 - 0.8
Cerium - 0.01 - 0.05
Molybdenum - 0.05 - 0.72
Cobalt - 0.08 - 0.16
Germanium - 0.03 - 0.07
Iron - Else
The disadvantages of the known alloy are the high cost of the iron ore part of the charge and fuel due to the high melting point of the resulting compounds, which significantly increases the specific consumption of coke for the production of pig iron. In the known cast iron there are also no components that contribute to an increase in the extraction of vanadium, chromium and titanium.

Новый состав дополнительно содержит фосфор, серу и скандий и имеет следующее соотношение компонентов в сплаве, мас.%:
Титан - 0,02 - 0,6
Фосфор - 0,015 - 0,10
Сера - 0,010 - 0,050
Медь - 0,01 - 0,12
Никель - 0,02 - 0,30
Кобальт - 0,001 - 0,1400
Хром - 0,02 - 0,9
Алюминий - 0,01 - 0,15
Германий - 0,0001 - 0,002
Скандий - 0,0001 - 0,015
Железо - Остальное
Использование указанного передельного чугуна позволяет снизить затраты на железорудную часть шихты и топлива на 5 - 10%, увеличить степень перехода ванадия в шлак на 0,9 - 1,5%, повысить степень извлечения хрома и титана на 1,3 - 2,2%, а также улучшить износостойкость конструкционных марок сталей и чугуна (см. таблицу).The new composition additionally contains phosphorus, sulfur and scandium and has the following ratio of components in the alloy, wt.%:
Titanium - 0.02 - 0.6
Phosphorus - 0.015 - 0.10
Sulfur - 0.010 - 0.050
Copper - 0.01 - 0.12
Nickel - 0.02 - 0.30
Cobalt - 0.001 - 0.1400
Chrome - 0.02 - 0.9
Aluminum - 0.01 - 0.15
Germanium - 0.0001 - 0.002
Scandium - 0.0001 - 0.015
Iron - Else
The use of said pig iron makes it possible to reduce the cost of the iron ore part of the charge and fuel by 5 - 10%, increase the degree of transition of vanadium to slag by 0.9 - 1.5%, and increase the degree of extraction of chromium and titanium by 1.3 - 2.2% , as well as improve the wear resistance of structural grades of steel and cast iron (see table).

Введенный в состав чугуна дополнительно германий по общим химическим и некоторым физическим свойствам коррелируется с кремнием. Роль растворенного в чугуне германия, взятого в предложенном соотношении (0,0001 - 0,002 мас. %), сводится к тому, что германий при окислении чугуна совместно с окислами железа формирует силикатную составляющую шлака, необходимую для формирования и роста комплексного шпинелида. При этом наличие германия в передельном чугуне обуславливает присутствие окислов германия в шлаке, что способствует увеличению предела растворимости комплексного шпинелида в силикатной составляющей шлака и повышает полноту извлечения ванадия в шлак, снижая тем самым его потери. Снижение концентрации германия в чугуне менее 0,0001 мас.% и увеличение выше 0,002 практически не сказывается на предельной растворимости шпинелида в силикатах шлака, а потери ванадия при получении шлака возрастают. In addition to the composition of cast iron, germanium is correlated with silicon in general chemical and some physical properties. The role of germanium dissolved in cast iron, taken in the proposed ratio (0.0001 - 0.002 wt.%), Reduces to the fact that germanium, when oxidized, together with iron oxides forms the silicate component of slag, which is necessary for the formation and growth of complex spinel. At the same time, the presence of germanium in pig iron determines the presence of germanium oxides in the slag, which increases the solubility limit of the complex spinelide in the silicate component of the slag and increases the completeness of vanadium extraction into the slag, thereby reducing its loss. A decrease in the concentration of germanium in cast iron of less than 0.0001 wt.% And an increase above 0.002 practically does not affect the maximum solubility of spinelide in slag silicates, and the loss of vanadium during slag production increases.

Скандий, дополнительно введенный в чугун, в количестве 0,0001 - 0,0015 мас. % способствует повышению износостойкости чугуна и полученной из него конструкционной стали. Образующиеся при окислении скандия в чугуне оксиды, соединяясь с окислами железа, образуют устойчивую шпинель Fe•Sc₂•O₃, входящую в состав комплексного шпинеля, что благоприятно влияет на формирование шлаков и переход ванадия в шлак.Scandium, additionally introduced into cast iron, in an amount of 0.0001 to 0.0015 wt. % helps to increase the wear resistance of cast iron and structural steel obtained from it. The oxides formed during the oxidation of scandium in cast iron, combined with iron oxides, form a stable spinel Fe • Sc ₂ • O ₃ , which is part of the complex spinel, which favorably affects the formation of slag and the transition of vanadium to slag.

Указанные пределы содержания основных компонентов чугуна позволяют снизить потери ванадия при извлечении ванадия из этого чугуна в товарный ванадиевый шлак при одновременном получении ванадиевого шлака требуемого химического состава. The indicated limits of the content of the main components of cast iron can reduce the loss of vanadium during the extraction of vanadium from this cast iron into commercial vanadium slag while obtaining vanadium slag of the required chemical composition.

Другие компоненты чугуна, взятые в том же соотношении, что и в известном сплаве, действуют в предложенном чугуне аналогично их действию в известном сплаве. Other components of cast iron, taken in the same ratio as in the known alloy, act in the proposed cast iron similarly to their action in the known alloy.

Предложенный передельный чугун при использовании его в качестве компонента шихты при выплавке конструкционных марок вследствие содержания германия и скандия значительно повышает износостойкость изделий (см. таблицу). The proposed pig iron, when used as a charge component in the smelting of structural grades due to the content of germanium and scandium, significantly increases the wear resistance of products (see table).

Пример. В промышленном 20 т конвертере при подаче воздуха через дно конвертера продували чугуны известного и предложенного состава. Во всех опытах условия поддерживали одинаковыми: температура чугуна 1280 - 11300^oC, температура окончания перевода ванадия из чугуна в товарный ванадий, содержащий шлак, 1350 - 1365^oC, охладитель - ванадийсодержащий агломерат в количестве 100 кг/т, интенсивность продувки 475 м³/мин. По окончании продувки (8 - 10 мин) в ковш выпускали полученный металл (углеродистый полупродукт), шлак кантовали в чашу после выпуска полупродукта. Далее определяли степень перехода ванадия из чугуна в шлак, а также извлечение по конвертерному переделу хрома и титана. Из данных, приведенных в таблице, следует, что предложенный чугун по сравнению с известным обеспечивает более высокую степень перехода ванадия из чугуна в товарный ванадий. Извлечение хрома и титана при конвертерном переделе также повышается.Example. In an industrial 20 t converter, when supplying air through the bottom of the converter, cast irons of known and proposed composition were purged. In all experiments, the conditions were kept the same: the temperature of cast iron was 1280 - 11300 ^o C, the temperature at which the transfer of vanadium from cast iron to commercial vanadium, containing slag, 1350 - 1365 ^o C, the cooler was vanadium-containing sinter in an amount of 100 kg / t, the purge rate was 475 m ³ / min At the end of the purge (8-10 minutes), the obtained metal (carbon intermediate) was discharged into the ladle, and the slag was turned into a bowl after the intermediate was discharged. Next, the degree of transition of vanadium from cast iron to slag was determined, as well as the extraction of chromium and titanium by converter conversion. From the data given in the table, it follows that the proposed cast iron in comparison with the known provides a higher degree of transition of vanadium from cast iron to commercial vanadium. Extraction of chromium and titanium during converter processing also increases.

Чугун нового состава получен в доменной печи при использовании заданного состава шихтовых материалов. Результаты доменной плавки показывают, что наблюдается снижение затрат железорудных материалов и топлива при выплавке чугуна нового состава. Cast iron of a new composition was obtained in a blast furnace using a given composition of charge materials. The results of blast furnace smelting show that there is a decrease in the cost of iron ore materials and fuel in the smelting of cast iron of a new composition.

Claims

Cast iron containing carbon, silicon, manganese, vanadium, titanium, copper, nickel, cobalt, chromium, aluminum, germanium and iron, characterized in that it additionally contains phosphorus, sulfur and scandium in the following ratio, wt.%:
Carbon - 3.0 - 4.8
Silicon - 0.02 - 0.8
Manganese - 0.01 - 1.5
Vanadium - 0.03 - 1.0
Titanium - 0.02 - 0.6
Phosphorus - 0.015 - 0.10
Sulfur - 0.010 - 0.05
Copper - 0.01 - 0.12
Nickel - 0.02 - 0.3
Cobalt - 0.001 - 0.14
Chrome - 0.02 - 0.9
Aluminum - 0.01 - 0.15
Germanium - 0.0001 - 0.002
Scandium - 0.0001 - 0.015
Iron - Rest