Файл: Пути улучшения качества сталей и сплавов..pdf

удовлетворительным, оптимальной была признана присадка концентрата в количестве 30 кг/т, при кото­ рой достигается наименьший угар вольфрама и ва­

надия.

Исследование балансовых плавок стали Р6М5 и мягкого железа дает аналогичные результаты по ус­ воению молибдена (95,03 процента), вольфрама (99,1 процента) и ванадия (76,5 процента).

При выплавке стали Р6М5 с присадкой в завалку молибденового концентрата были затруднения во вре­ мя скачивания шлака, жидкоподвижность которого резко понижалась из-за высокой концентрации окис­ лов хрома, образовавшихся при взаимодействии хро­ ма в шихте с окислами молибдена.

С целью отработки технологии использования кон­ центрата при плавке стали Р6М5, опыты провели пс

жали в корзину вместе с 75%-ным ферросилицием или

как и после продувки ванны кислородом, и при ска­ чивании шлак имел нормальную консистенцию, хоро­ шо удалялся из печи.

В концентрате окиси молибдена несколько больше таких вредных примесей, как сера, свинец, медь, по­ этому содержание этих элементов проверяли по ходу плавки и в ковше. Содержание свинца и меди нахо­ дится на уровне аналогичных плавок с применением ферромолибдена, содержание серы на плавках с мо­ либденовым концентратом выше на 0,001—0,003 про­ цента (абс.), чем при выплавке стали с ферромолиб­ деном.

При оценке экономической эффективности заме­ ны ферромолибдена концентратом следует учитывать

87

не только разницу в цене этих двух легирующих ма­ териалов, но и дополнительно расходы на компенса­ цию железа, вносимого ферромолибденом, несколько худшее усвоение молибдена из концентрата, ванадия и вольфрама из отходов, затраты на раскислители. С учетом вышеуказанных факторов, экономия при вып­ лавке стали Р6М5 с молибденовым концентратом сос­ тавляет 6,5 руб1т.

Таким образом, оптимальная технологиявыплавки стали Р6М5 методом переплава легированных отходов с применением газообразного кислорода предусматри­ вает введение в завалку одновременно с молибдено­ вым концентратом кремния ( в виде 75%-ного ферро­ силиция или ферросиликованадия) в количестве, экви­ валентном кислороду в МоОз, и извести для ошлакования образовавшегося кремнезема.

При выплавке нержавеющих сталей типа ЭИ448 показана также экономическая целесообразность и технологическая возможность применения молибдено­ вого концентрата. При этом угар хрома на плавках методом переплава легированных отходов с примене­ нием газообразного кислорода остается таким же. Ввиду того, что окислительный шлак после продувки металла кислородом (при переплаве легированных отходов) раскисляется большими количествами силикохрома, 75%-ного ферросилиция в смеси с известью введение молибденового концентрата в шихтовку пла­ вок не потребовало особого изменения технологии выплавки.

Применение молибденового концентрата при вып­ лавке быстрорежущих и нержавеющих сталей эконо­ мически целесообразно и не вызывает особых измене­ ний в технологии электроплавки.

Ванадий. Ванадий — один из самых перспективных легирующих элементов. Есть все основания полагать, что с каждым годом потребление его для легирова­ ния стали будет увеличиваться |[94]. Это связано, прежде всего, со значительным расширением перера­ ботки железных руд Качканарского месторождения имеющих в своем составе ванадий.

Как легирующий элемент ванадий весьма эффек­ тивен. Он улучшает пластические и прочностные свой­ ства сталей, снижает их склонность к перегреву,

88

уменьшает размер зерна. Легирование ванадием поз­ воляет экономить вольфрам, молибден и ниобий — более дефицитные и дорогостоящие элементы. Исполь­ зование, например, инструментальных сталей с вана­ дием (Р9Ф5, Р14Ф5) может существенно улучшить стойкость инструмента и сократить производство ста­ ли Р18, имеющей высокое содержание вольфрама.

Для легирования электростали, в основном, приме­

Кроме того, ванадий обладает большим сродством к кислороду.

Учитывая оба эти обстоятельства, при легировании электростали ванадием феррованадий вводят в хоро­ шо раскисленный металл и шлак за 15—30 минут дс выпуска плавки, в зависимости от количества приса­ живаемого ферросплава.

Высоким сродством к кислороду объясняется зна­ чительный угар ванадия из легированных отходов в пе­ риоды плавления и продувки кислородом жидкого металла.

По данным ЗМЗ. угар ванадия в период плавления стали Р6М5 равен 15,6 процента, а при использова­ нии в шихте концентрата окиси молибдена он увели­ чивается до 38 процентов.

При выплавке сталей типа Р9—Р18 угар ванадия составил 18—28 процентов i[95].

В процессе выплавки быстрорежущих сталей тех­ нологические приемы, уменьшающие угар вольфрама, приводят, как правило, к снижению и угара ванадия.

Так, весьма эффективна технология выплавки электростали методом переплава легированных отхо­

89

дов без снятия плавильного шлака. Раскисление пос­

производстве электростали ванадийсодержащих шла­ ков |[96— 100]. На Нижне-Тагильском металлургиче­ ском комбинате разработана технология их получения на основе передела ванадиевых чугунов из качканар­ ских руд.

Шлаки имеют следующий химический состав (%):

13— 20V2O5; 35—45 Fe064 ; 12—25 S i0 2; 0,05—0,10 до 1,5 СаО; 5— 8 МпО; 4—9 ТЮ2; до 3,5 MgO;

до 3,0 А120 3; до 3,0 Сг20 3; 7— 16 металлических

включений.

В настоящее время показана возможность полу­ чения в промышленных условиях офлюсованного ва­

4,2—6 ,8 % ТЮ2; 1 1 , 0 1 — 17,85% V20 5; 3,5— 11,5% Сг20 3;

0,09—0,23% Р20 5; Fe ДИсп 2,0— 15,0%; металлические включения — 1,8—31,2%.

Легирование ванадием из шлака было опробовано при выплавке электросталей марок 25Л; 35Л; 45Л; 14ХНМФ; Г13Л и других.

Ванадиевый шлак вместе с восстановительной сме­ сью вводили в печь за 20—35 минут до выпуска плав­ ки. В качестве восстановителей применяли коксик и

степень восстановления ванадия из него увеличива­ ется.

Количество ванадиевого шлака определяли по фор­ муле:

р = ____ т-1___

0,56 (V20 5) -0,95’

90

щего шлака.

Стоимость одного килограмма ванадия, содержаще­ гося в наиболее дешевой марке феррованадия ВД -3,— 7 руб. 33 коп. а в ванадиевом шлаке — 3 руб. 50 коп., то есть применение последнего вдвое сокращает за­ траты на легирование.

После соответствующей обработки ванадиевых шла­ ков для снижения содержания окислов железа их мож­ но использовать в виде брикетов, чтобы легировать сталь в ковше [ 1 0 1 ].

Кроме ванадийсодержащего шлака в легирующе­ восстановительную смесь вводили 45%-ный ферро­ силиций и плавиковый шпат. Усвоение металлом ванадия в этом случае — 61,6—83,5 процента. В лабо­ раторных условиях по некоторым вариантам достиг­ нуто усвоение ванадия в ковше, равное 95—98 про­ центам.

Таким образом, промышленные опыты показали эффективность ванадиевых конверторных шлаков при легировании конструкционных сталей. Это в значитель­ ной мере решает проблему их применения взамен фер­ рованадия.

Технология получения ванадия из шлака на 10— 15 процентов эффективнее обработки сырья для вы­ плавки феррованадия. Однако последняя не опробо­ вана на специализированных заводах качественных сталей, и ее эффективность нуждается в дополни­ тельной проверке.

Современная ферросплавная промышленность пред­ лагает поставлять в качестве легирующего материала феррованадий с повышенным содержанием кремния и с содержанием марганца до 1 2 процентов (ферросили-

кованадий).

Опробовано использование ферросиликованадия совместно с концентратом окиси молибдена при вып­

91