SU836125A1

SU836125A1 - Method of smelting vanadium-containing steel

Info

Publication number: SU836125A1
Application number: SU792838502A
Authority: SU
Inventors: Виталий Иванович Довгопол; Дмитрий Николаевич Худокормов; Семен Наумович Леках; Юрий Петрович Белый; Анатолий Анатольевич Филиппенков; Вячеслав Иванович Харитонович; Виктор Федорович Равин; Николай Александрович Фонштейн; Игорь Филиппович Цедрик; Олег Алексеевич Белый; Игорь Александрович Русаков
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт; Уральский Научно-Исследовательский Инс-Титут Черных Металлов; Минский Тракторный Завод Им. B.И.Ленина
Priority date: 1979-11-26
Filing date: 1979-11-26
Publication date: 1981-06-07

Description

Изобретение относитс к области ли (тейного гфоизводства, а именно к способам выплавки высококачественных ванадвйсодержаших углеродистьсх .сталей в ки лых электродуговых печах. Широко известны способы выплавки ввнадийсрдержащих сталей с использованием процесса, восстановлени ванади из шлаков l. и 2. В прсщессе плавки ванадий частично восстанавливаетс из п тиокиси с помощью углерода, кремни , и переходит из шлака в металл Недостатками указанных способов вл ютс ограниченность ресурсов ванадиевого шлака и высока стоимость легирую щей добавки. Применение немагнитного шлака увеличивает трудоемкость процесса плавки, поскольку, его в печь трудно поддаетс механизации и производитс , как правило, вручную. Наиболее близким к предлагаемому . способу по технической сущвостн вл етс способ выплавки ванадийсодержащей стали с применением менее дефицитного материала - ванадийсодержащей магннтной шлакометаллвческой фракции (МШФ) конвертерного шлака,, вводимс в завалки совместно с нзвестн$1ком в соотношении 1О:(О,б2-1,1) после завалкв на подину печи 2О-.6О% осгапьной шихты. МШФ, вавлекаема магннгасА сепарацией из ванадиевого шлака при его переработке в п тиокись ванади , представл ет собой сыпучей магаит1шй материал, состо щий из корольксю чугуна размером 0,5-5О мм и пр л вашего к нвм шлака следующего состава.%: 2О| Si Од 14Г М о 11; TiOa5; , 33 и СаО, АВ20з по 1-2, Металлическа часть этого конгломерата составл ет 5О-9О% содержит 3% углерода, О,03-О,б8% ванади . В целам МШФ содержит от 2 до 5% ванади , стоимость которого в ней в 1,2-2,0 раза нижЪ, чем в ванадиевом конвертерном шлаке и феррбванадви. При использованвв известного Способа плавки стали восстановление ванади осуществл етс гак же,FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the field of (actual production, namely, methods of smelting high-quality vanadwalt-containing carbon steels in electric arc furnaces. Widely known methods of smelting hvadium-containing steels using the process, restoring vanadium from slags l. And 2. from polyoxide using carbon, silicon, and goes from slag to metal. The disadvantages of these methods are the limited resources of vanadium slag and the high cost of The use of non-magnetic slag increases the labor intensity of the smelting process, since it is difficult to mechanize the furnace and is usually hand-made. The closest to the proposed method is to melt vanadium-containing steel using a less scarce material — vanadium-containing Magnetic slag metal fraction (MSF) of converter slag, is introduced into the fillings together with the known $ 1k in the ratio 1O: (O, B2-2.1) after charging the bottom furnace 2O-6O% of the osgapnoe charge. MSF, separating magnesa by separation from vanadium slag when it is processed into vanadium pentoxide, is a granular bulk material consisting of a size of 0.5 to 5 mm of iron and the thickness of the slab of the following composition: 2% | Si Od 14G M about 11; TiOa5; , 33 and CaO, AB203, 1-2; The metal part of this conglomerate is 5O-9O% and contains 3% carbon, O, 03-O, b8% vanadium. In general, MSF contains from 2 to 5% vanadium, the cost of which in it is 1.2-2.0 times lower than in vanadium converter slag and ferrbvanadvi. When used in the known method of steel smelting, vanadium reduction is carried out as well as

как a на ванадиевого шлака прн одновре менном снижении сгоимосги легнровани Д Недосгагками извесгного способа вп югс повышенный расход ф роспдавов кремни и марганца на восстановление ванади , а также недостаточно высокие физико-механические свойства отливок, особенно их пластические характерис5тики. Целью изобретени вл етс сокращение расхода ферросплавов и повышение фиаико-механических свойств стали.as a, for vanadium slag, at the same time as lowering the ligature of the alloying method, by the lack of the known method, increased consumption of silicon and manganese rods from the recovery of vanadium, as well as insufficiently high physicomechanical properties of castings, especially their plastic characteristics. The aim of the invention is to reduce the consumption of ferroalloys and increase the physical and mechanical properties of steel.

Это достигаетс тем, что 70-95% ва -нади ввод т в перкод завапки в печь в виде смеси ванадийсодержащей МШФ с .известн ком в соотношении 10:(0,55 ,0) в количестве 2-7% от веса металлозавалки , а 5-30% ванади ввод т в ковш при вьтуске стали в виде раскисл ющей смеси вакадийсодержашей МШФ с известн ком , алюминием и силикокальцием в соотношении 10:( 1,0-5,0): {О,1-2,О)ф,12 .0}:.This is achieved by the fact that 70-95% of va-nadi are introduced into the percussion of the furnace into the furnace as a mixture of vanadium-containing MCF with a known quantity of 10: (0.55, 0) in an amount of 2-7% by weight of metal dumping, and 5-30% of vanadium is introduced into the ladle when steel is in the form of a deoxidizing mixture of wakadia-containing MSF with limestone, aluminum and silicocalcium in a ratio of 10: (1.0-5.0): {O, 1-2, O) f , 12 .0} :.

Применение способа выплавки низколегированных ванадийсодержащих сталей позвол ет за счет введени части ванади не посредственно в ковш в смеси МШФ с известн ком , алюминием и силикокальдием сократить расход ферросилици и ферромарганца на проведение восстановительного Периода, а также повысить физико-меха- нические свойства стали ввиду комплексного раскисл ющего и модифицирующего действи ванади , алюмини , кремни и кальци . Эффект модифицирующего действи элементов на свойства стали превосходит эффект микролегировани тсй же по величине добавки элемента. Поэтому наблюдаетс разница в свойствах стали в зависимости от того, в какой период введена добавка: при плавке или непосредственно перед разливкой.The use of the method of smelting low-alloyed vanadium-containing steels allows, due to the introduction of part of vanadium directly into the ladle in the mixture of MSF with lime, aluminum and silicocalcium, to reduce the consumption of ferrosilicon and ferromanganese for the reduction Period, as well as to improve the physical and mechanical properties of the steel due to complex deoxidation vanadium, aluminum, silicon and calcium. The effect of the modifying effect of the elements on the properties of the steel is superior to the effect of micro-alloying by the same amount of additive element. Therefore, there is a difference in the properties of the steel depending on the period during which the additive is introduced: during smelting or immediately before casting.

Введение МШФ в печь в виде смеси с известн ком позвол ет активизировать процесс перехода ванади из п тиокиси в металл . Нижний гфедел отношени (10:О,5) определен экспериментально, исход из услови усвсюнн ванади металлом, а в лхний предел (1О:5,О) определ етс фактором разведени кислой футеровки. Добавка вводимой в печь смеси в количестве 2-7% от веса металлозавалки установлена , ИСХОДЯ из среднего содержани ванади в МШФ, усвоени ванади металлом и содержани ванади в готовой стали.The introduction of SMF into the furnace in the form of a mixture with limestone makes it possible to intensify the process of vanadium transition from pentoxide to metal. The lower ratio ratio (10: O, 5) was determined experimentally, based on the condition of usvsunn vanadium metal, and in the limit (1O: 5, O), is determined by the dilution factor of the acidic lining. The additive of the mixture introduced into the furnace in the amount of 2-7% by weight of the metal saucer is established, based on the average content of vanadium in MSF, the assimilation of vanadium by metal and the content of vanadium in the finished steel.

Нижний предел ванади , вводимого в ковш (5% от общего его Количества), установлен экспериментально, исход из необходимости повышени свойств стали и снижени расхода ферросплавов кремни и марганца на восстановление его в электродуговой печи. Верхний предел (30%) определ етс сложностью введени в ковш больших количеств твердых добавок и снижением при этом усвоени ванади готовой стальк).The lower limit of vanadium introduced into the ladle (5% of its total Quantity) was established experimentally, based on the need to improve the properties of steel and reduce the consumption of silicon and manganese ferroalloys to restore it in an electric arc furnace. The upper limit (30%) is determined by the difficulty of introducing large amounts of solid additives into the bucket and reducing the absorption of vanadium (ready-made steel).

Введение 5-30% ванади в ковш в виде смеск МШФ с известн ком, алюминием и силикокальцием позвол ет полностью восстановить ванадий из п тиокиси, оказывает благотворное модифицирующее вли ние на кристаллизацию стали (аамещзчение зерна), производ глубокое раскисление и рафинирование расплава от окислов сульфидов и нитридов. Комплексное раскисление и модифицирование ванадием, ., алюминием и кальцием приводит к повышению фнзико-мёханическнх, особенно пла стических, свойств стали. Соотношение компонентов в смеси МШФ, известн ка, алюмини и силикокальци 1О:(1,О-5,О): :(0,1-2,0):(0,1-2,0) установлено, исход из необходимости получени жидкоподвижного шлака, а также оптимальной вв-. личины вводимых раскисл ющих добавок, Introducing 5-30% vanadium into a ladle in the form of a mixture of MSF with lime, aluminum and silicocalcium allows vanadium to be completely recovered from pentoxide, has a beneficial modifying effect on the crystallization of steel (crystallization of the grain), produces deep deoxidation and melt refining from sulphide oxides and nitrides. The complex deoxidation and modification of vanadium,., With aluminum and calcium, leads to an increase in the fnzico-mechanical, especially plastic, properties of steel. The ratio of components in a mixture of MSF, limestone, aluminum, and silicocalcium 1O: (1, O-5, O):: (0.1-2.0) :( 0.1-2.0) is established, based on the need to obtain liquid mobile slag, and also optimum vv-. the amount of injected deoxidizing agents,

П р и м е р, В 5-тс5нной электродуговой печи с кислой футеровкой выплавл ли сталь 45ФЛ по известной технологии и предлагаемым способом. По известной технологии в печь загружали всю МШФ, содержащую 2% ванади , в количестве 5% от веса металлозавалки в смеси, с известн ком (в соотношении 1О:1), проводили расплавление, окислительный и восстановите льньзй периоды путем введени ферромарганца и ферросилици .PRI me R, In a 5-ts5nny acid-arc-type electric-arc furnace, steel 45FL was smelted according to a known technology and method proposed. According to a known technology, all MSF containing 2% vanadium in an amount of 5% by weight of metal sludge in a mixture with limestone (in a ratio of 1: 1) was loaded into the furnace, melting, oxidizing, and reducing the flax periods were carried out by introducing ferromanganese and ferrosilicon.

По предлагаемому способу плавку вели следующим образом. В печь вводили 80% ванади в виде смеси МШФ сизвестн ком в соотношении 10:1, Количество смеси составл ло 4,4% от веса металлозавалки . Проводили расплавление шйхты окислительный и восстановительный периоды . При выпуске стали в ковш вводили 2О% ванади в виде смеси МШФ с известн ком , алюминием и силикокальцием в соотношении Ю: 1:1:1. Расход электроэнергии и продолжительность плавки-в обоих случа х оставались одинаковыми. Усвоение ванади в первом случае составл ло 88, во втором - 91%. В таблице представлены механические свойства сталей , полученных известным н предлагаемым способами.According to the proposed method, the melting was carried out as follows. 80% of vanadium was introduced into the furnace in the form of a mixture of MCF with a known agent in the ratio of 10: 1, the amount of the mixture was 4.4% by weight of the metal dumping. The sheikhty oxidation and reduction periods were melted. With the release of steel, 2O% vanadium was introduced into the ladle as a mixture of MSF with limestone, aluminum, and silicocalcium in a ratio of 10: 1: 1: 1. Electricity consumption and melting time — in both cases remained the same. Vanadium absorption in the first case was 88, in the second - 91%. The table shows the mechanical properties of steels obtained by known n proposed methods.

СпособWay

Как видно из таблицы, применение предлагаемого способа позвол ет сократить расход, ферросплавов при выплавке ванадийсодержащей стали н существенно повьюить ее фиэико-механические свойст ва. Фо-рмула изобретени Способ выплавки ванадийсодержащей стали в сталеплавильных печах, включающий завалку шихты, расплавление, проведение окислительного и восстановительного периодов, раскисление и введение ва нади в виде ванадийродержащей магнитней шлакометаллнческой фракции, о т л и чающийс тем, что, с целью сокра щени расхода ферросплавов и повьшгени .физико-механических свойств стали, 7О95% ванадид ввод т в период завалки в печь в иде смесв ванаДВбсойержйыеЁ маг нитной шлакометаллнческоЁ фракцви с Е(э вестн ком в соотношении 10:(0,5-3,0) в количестве 2-7% от веса м гал озавалки , а 5-30% ванади ввод т в ковш ор выпуске стали в виде раскисл ющей смеси 1 анадийсодержащ ей магни ной шлакометаллическрй (|ракции с нзвесга ком, ашоминием и силвкокальц ем в соотнош вв 10:(0,5-5,0):(0,1-2,0):(). .Истоедики ннформадин, прин тые во внимание при 1.)ское свидетельство СССР № 285822, кл. С 21 С 5/52, 197ОГ 2.Авторское свидетельство СССР №358374, кл. С 21 С 5/52, 1972, 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2534844/22-О2, кл. С 21 С 5/52, 1978.As can be seen from the table, the application of the proposed method allows to reduce the consumption of ferroalloys in the smelting of vanadium-containing steel and substantially change its physical and mechanical properties. Fo-rmula invention method smelting vanadium steel in steelmaking furnaces comprising filling charge, melting, holding oxidative and reductive periods, deoxidation and introducing va nadi as vanadiyroderzhaschey magnetic shlakometallncheskoy the fraction of T l and chayuschiys in that, for the purpose contraction flow scheni physical and mechanical properties of steel, 7O95% vanadide was introduced into the furnace during the filling period into an ideally mixed vanadium magnetic magnetic slag with E (in a ratio of 10: (0.5–3.0) in the amount of 2–7% by weight of gal galzavalki, and 5–30% of vanadium is introduced into the ladle of steel production in the form of a deoxidizing mixture of 1 anadium-containing magnesium slag metal ( com, ashominium and silvoccalcium at a ratio of vv 10: (0.5-5.0): (0.1–2.0): ().. Istoediki nnformed, taken into account in the 1.) USSR certificate no. 285822, class C 21 C 5/52, 197OG 2. USSR author's certificate No. 358374, class C 21 C 5/52, 1972, 3. USSR author's certificate for application no. 2534844/22-О2, class C 21 C 5/52, 1978.

Claims

The claims ₂ θ

A method of smelting vanadium-containing steel in steelmaking furnaces, including filling the charge, melting, conducting an oxidizing and reducing period of ₂₅ , deoxidizing and introducing vanadium in the form of a vanadium-containing magnetic slag metal fraction, which consists in order to reduce the consumption of ferroalloys and increase ₃₀ physico-mechanical properties of steel, 7095% of vanadium is introduced into the furnace in a mixture of vanadium-containing magnetic slag metal fraction with limestone in a ratio of 10: (0.5-5.0) in an amount of 2-7% o t of the weight of the milling plant, and 5-30% of vanadium is introduced into the ladle when steel is released in the form of a deoxidizing mixture of the vanadium-containing magnetic slag metal fraction with limestone, aluminum and silicocalcium in the ratio of 10: (0.5-5.0) :( 0.1-2 , 0) :( 0.1-2.0) .-