» » Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата
17.01.2015

Выплавку быстрорежущих сталей проводили по технологической инструкции № С-23-77 завода "Днепроспецсталь" с применением металлизованного молибденсодержащего концентрата вместо обожженного концентрата молибдена. Продувка металла кислородом не проводилась, шлак периода плавлении раскисляли крупкой силикокальция (из-за отсутствии порошка ферросилиция) и коксом. Средний расход металлизованного концентрата в первой серии плавок составил 24 кг/т, во второй - 31 кг/т. В первой случае использовано 34 тонны металлизованного концентрата, во второй - 64 тонны.
С целью выбора технологии легировании быстрорежущей стали молибденом металлизованного концентрата плавки проводили по трем вариантам:
1) присадка металлизованного концентрата в расплав (в жидкий металл) после расплавления 70...80 % шихты;
2) присадка металлизованного концентрата на "зеркало металла" после окачивания шлака периода плавления перед наводкой белой смеси;
3) металлизованный концентрат присаживали в банках на подину печи под шихту.
Период рафинирования проводился по действующей технологии без каких-либо изменений. Одновременно, для сравнения результатов выплавки с применением обожженного и металлизованного концентратов молибдена, проведено 29 плавок по действующей технологии.
Усвоение легирующих элементов по вариантам технологии показано в табл. 9.5.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Наиболее высокое усвоение легирующих элементов имеет место в случае присадки металлизованного молибденсодержащего концентрата в расплав перед началом периода рафинирования. Из-за небольшого удельного веса губчатого ферромолибдена 3,2...3,8 г/см3, наличии кокса и остаточного содержания кислорода менее 1,0 % скорость растворения губчатого ферромолибдена по сравнению со стандартным ферромолибденом в несколько раз выше. Время растворения губчатого ферромолибдена в количестве 400...500 кг в электропечи емкостью 18 т составляет 7...10 минут. Процесс растворения металлизованного концентрата происходит на границе раздела шлак-металл в отличив от стандартного ферромолибдена, который из-за высокого удельного веса осаждается на подину сталеплавильной ванны.
Губчатый ферромолибден, находясь на границе раздела влахметалл, изолирован от кислорода газовой фазы и практически полностью усваивается металлом.
В табл. 9.6. приведены результаты выхода годного при различных способах легирования отели губчатым ферромолибденом и обожженным концентратом молибдена.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Выход годного при легировании расплава молибденом металлизованного концентрата перед началом рафинирования составил 64.1 %, что несколько ниже 67...69 %, чем при других способах легирования металлизованным концентратом, но выше, чем при легировании обожженным молибденовый концентратом (59,7 %) по существующей технологии. Это связанно с повышенным (около 1,0 %) содержанием кислорода в металлизованном концентрате. С точки зрения выхода годного предпочтительно производить присадку металлизованного концентрата на подину печи. Примеси цветных металлов за период плавлении частично удаляются, а кислород и неметаллические примеси металлизованного концентрата переходят в шлак. Выход годного в этом случае составляет 69 %, что значительно выше выплавки с использованием обожженного молибденового концентрата.
В табл. 9.7. приведено содержание газов в продукте при различной технологии легировании стали молибденом.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Концентрация кислорода и водоосда по оптимальному варианту технологии легировании на 10...15% ниже, а содержание азота на 47 % выше. Азот образуя карбонитриды, замещает часть углерода, уменьшает карбидную неоднородность и повышает пластичность металла в процессе горячей деформации.
Контроль содержания неметаллических включений показывает, кто балл оксидных включений по вариантам технологии отличается незначительно. В случае выплавки быстрорежущей стали Р6М5 с обожженным концентратом молибдена, а также по способу легирования I и II встречается включения, балл которых превышает 5 (табл. 9.8.) Крупные неметаллические включения нарушают сплошность металла и снижают его пластичность.
В табл. 9.8, приведены контрольные данные неметаллических включений при различных способах легирования стали Р6М5 молибденом.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Макроструктура металла, выплавленного с применением металлизованного концентрата, не уступает действующей технологии. Средний балл центральной пористости составляет 1,0 (табл. 9.9). Присадка металлизованного концентрата молибдена на “зеркало металла” в период рафинирования ухудшает структуру стали.
В табл. 9.9. приведены данные макроструктуры стали Р6М5, выплавленной с применением мегаллизованного и обожженного молибденовых концентратов.
Качество металлизованного концентрата по содержанию примесей цветных металлов значительно лучше обожженного молибденового концентрата. Об атом свидетельствуют данные табл. 9.10.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Концентрации цинка и свинца уменьшается соответственно с 0,33 и 0,20 до 0,004 и 0,005. На 30...40 % снижается содержание мышьяка и олова. Так как восстановление обожженного молибденового концентрата в промышленных условиях осуществляется при температуре 1453 К, а в период плавлении шихты температура значительно выше и достигает в районе горения дуги 2273 К, то имеет место дополнительное удаление примесей цветных металлов из брикетов губчатого ферромолибдена испарением. Пористое строение брикетов обеспечивает высокую поверхность испарения в отличие от компактного ферромолибдена, полученного методом плавки.
Технико-экономические показатели выплавки стали Р6М5 с применением губчатого ферромолибдена (в первой серии плавок) приведены в табл. 9.11.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Представленные данные свидетельствуют о том, что разработанная технологии является перспективной. Усвоение легирующих алиментов повысится на 4...10%, а экономический эффект от использования 1 тонны металлизованного молибденсодержащего концентрата составляет более 3600 дол США.
Для широкого внедрения технологии выплавки быстрорежущих сталей с применением нового губчатого легирующего материала на основе молибдена изготовлено и поставлено заводу "Днепроспецсталь" 1062 тонны металлизованного молибденсодержащего концентрата.
Подтверждены высокие технико-экономические показатели применения губчатого ферромолибдена в сталеплавильном производстве. Контроль выплавки стали свидетельствует об относительно высоком сквозном использовании легирующих элементов и приведен в табл. 9.12 по 15 плавкам. В этой серии плавок средний расход металлизованного молибденсодержащего концентрата составил 31 кг/т.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

Как видно из табл. 9.11 и 9.12, коэффициент усвоения основных легирующих элементов повысился с увеличением расхода концентрата на 1 тонну выплавленной стали: хрома с 87,8 до 91,4 %, вольфрама с 92,7 до 94,6 %, молибдена с 88,9 до 95,0 %, ванадия с 77,6 до 82,3 % за счет снижения содержания кислорода в концентрате и увеличения скорости растворения молибдена в расплаве по сравнению с ферромолибденом.
Потери легирующих элементов при выплавке стали Р6М5 по 15 плавкам показаны в табл. 9.13.
Выход годного по 15 контрольным плавкам стали Р6М5, проведенных с применением губчатого ферромолибдена, имеет следующие значении, %:
I передел - 61,67;
II передел - 73,18;
Товарный металл - 68,12.
Технико-экономические показатели выплавки быстрорежущих сталей с использованием металлизованного молибденового концентрата

При выплавке других марок стали таких, как АР6М5, А11РЗМЗФ2, Р6М5К5, I0AP6M5 с применением металлизованного молибденсодержащего концентрата технико-экономические показатели на уровне рассмотренной в главе стати Р6М5.
Осуществлен выпуск промышленных партий губчатого ферромолибдена общим весом 1450 т, с применением которого на заводе “Днепроспецсталь” выплавлено более 50 тыс. т быстрорежущих сталей. Экономический эффект от производства губчатого ферромолибдена более 3600 дол. США на каждой использованной тонне.