СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПЕРЕДЕЛА Российский патент 1995 года по МПК C21C5/52 C22B9/14 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству металлошихты для выплавки стали в дуговых электропечах.

Известен способ получения полуфабриката для металлургического передела в виде шихтовой заготовки, включающий предварительную загрузку в мульды разливочной машины железорудных окатышей и последующую заливку их жидким чугуном. Полученный полуфабрикат представляет собой чушку, основу которой составляет чугун с распределенными по его объему окатышами. Недостатком известного способа получения полуфабриката является отсутствие возможности регулирования плотности, что приводит к получению материала плотностью 5,0-6,1 т/м³, приближающейся к плотности тяжеловесного лома. Использование полуфабриката, полученного известным способом, вызывает образование в электропечи при загрузке плотного слоя, имеющего низкую скорость плавления, а также ограничивающего возможность работы на мощных длинных дугах и ограничивающих расход кислорода. Кроме того, возникает опасность появления выбросов металла и увеличения числа поломок электродов, а также затягивается время освобождения зоны перед рабочим окном электропечи от металлошихты. По этой причине приходится ограничивать долю полуфабриката в шихте уровнем 15-30% и другими видами металлошихты. Другим недостатком известного способа являются узкие пределы регулирования соотношения долей чугуна и твердых добавок в полуфабрикате, ограничивающие возможную массовую долю добавок окатышей в составе материала пределом 25% Во многих случаях этого недостаточно, что вызывает необходимость дополнительного ввода компонентов по ходу плавки.

Цель изобретения получение заготовки с пониженной плотностью и уменьшенной долей металла.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем предварительное заполнение мульд разливочной машины твердыми добавками (реагентами, компонентами) и последующую заливку на них жидкого расплава, дополнительно вводят вещество, выделяющее газ при температуре, меньшей или равной температуре заливаемого расплава в количестве 0,1-5,0% от массы заливаемого металла, а мульду заполняют металлом на 30-70% ее объема. При этом в качестве газотворного вещества используются известняк, доломит, известь, органические добавки и т.д.

Способ осуществляют путем добавки на дно мульды или в ее нижнюю часть газотворного компонента. В процессе заполнения мульды жидким расплавом происходит разложение или сгорание материалов, дополнительно введенных в мульду, и выделение газов. Образующиеся газы, проходя через слой жидкого расплава, вязкость которого постепенно повышается из-за непрерывного охлаждения вследствие его теплообмена со стенками мульды и твердыми добавками, вызывают вспучивание расплава и подъем поверхностного слоя. В результате получается материал, содержащий в своем составе диспергированную газовую фазу, плотность которого значительно меньше плотности монолитного материала и определяется относительной долей газа в объеме чушки.

Поскольку жидкий металл сохраняется более длительное время в центральной зоне, наиболее удаленной от стенок мульды, охлаждающих расплав, наибольший уровень подъема поверхности расплава и рост заготовки наблюдается именно в центральной ее части. При этом высота получаемой чушки может превышать глубину литейной формы, что позволяет получать полуфабрикат различных размеров и различной плотности при постоянной глубине мульды.

Пределы изменения количества газотворного вещества составляют 0,1-5,0% и определяются физико-химическими особенностями и составом этого вещества. Нижний предел относится к веществам, которые имеют низкую температуру разложения или выделения газов, например Са(ОН)₂.

Количество газов, успевших выделиться в результате разложения или сгорания газотворного вещества, имеющего пониженную температуру разложения, оказывается достаточным для вспучивания металла уже при малых расходах. Если использовать вещество с высокой температурой разложения, например СаСО₃, то количество газотворного вещества возрастает до 5% так как количество выделяющихся газов уменьшается из-за меньшей степени перегрева и сокращения продолжительности времени разложения.

Пределы заполнения мульды жидким чугуном 30-70% определяются следующими факторами. При степени заполнения менее 30% жидкий чугун охлаждается слишком быстро, в результате этого сокращается время нагрева газотворного вещества и образующихся газов оказывается недостаточно. В сочетании с ускоренным охлаждением жидкого расплава формирование чушки с пористой структурой и пониженной плотностью затрудняется. Когда же степень заполнения мульды жидким металлом превышает 70% уровень металла в мульде располагается близко от ее верхних краев. Выделение газов в начальный момент после подъема уровня металла приводит к переливу части расплава через борт мульды. Это нежелательно, так как увеличивает потери металла и затрудняет формирование чушек правильной формы.

П р и м е р. В мульды разливочной машины загружается известняк крупностью 3-5 мм в количестве 1 кг на шестилитровую мульду. На известняк заливался чугун температурой 1350^оС. В результате разложения известняка за счет тепла чугуна выделялся углекислый газ в количестве 0,25 л на чушку. Плотность чушки чугуна уменьшалась на 4% и составляла 6,7 кг/дм³ вместо обычных 7,0 кг/дм³.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству металлошихты для выплавки стали в дуговых электропечах. Сущность изобретения: способ получения полуфабриката для металлургического передела включает предварительное заполнение мульд разливочной машины твердыми добавками и последующую заливку на них жидкого металла. В рабочий объем мульды вводят вещество, выделяющее газ при температуре, меньшей температуры заливаемого металла, в количестве 0,1 5,0% от его массы, а мульду заполняют жидким металлом на 30 70% ее рабочего объема. Способ позволяет получить заготовки с пониженной плотностью, т.е. с уменьшенной долей металла в том же объеме с чушки. 1 з.п. ф-лы.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУФАБРИКАТА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПЕРЕДЕЛА, включающий предварительное заполнение мульд разливочной машины твердыми добавками, последующую заливку на них жидкого металла, отличающийся тем, что в мульду дополнительно вводят вещество, выделяющее газ при температуре, меньшей или равной температуре заливаемого металла, в количестве 0,1 5,0 от массы жидкого металла, а мульду заполняют металлом на 30 70% ее объема. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве газотворного вещества используют CaCO₃, MgCO₃, вермикулит.