СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШИХТОВОЙ ЗАГОТОВКИ Российский патент 1997 года по МПК B22D5/00 B22D3/00 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при получении шихты для выплавки стали.

Известен способ получения шихтовой заготовки для металлургического передела, включающий предварительную загрузку твердого наполнителя (окисленных железорудных окатышей) и последующую их заливку чугуном на разливной машине чугуна (авторское свидетельство СССР N 985063, кл.C 21 C 5/52).

Известен также способ, в котором твердый наполнитель через данные отверстия в питателях попадает в ячейку мульд разливочных машин и при перемещении контейнера ячейки мульд заполняются жидким чугуном [1]
Однако эти способы не обеспечивают равномерное распределение твердого наполнителя в ячейках мульд разливочных машин, так как динамический напор струи жидкого чугуна, заполняющий ячейки мульд, приводит к частичному вымыванию наполнителя и его перераспределение по объему ячеек мульд и как следствие получение шихтовой заготовки разного композиционного состава в сечении по ее высоте.

К тому же для налаживание промышленного производства шихтовой заготовки необходимы затраты на модернизацию существующих разливочных машин чугуна: реконструкция желоба, монтаж бункеров с питателями для подачи твердого наполнителя, несущие конструкции.

Технической задачей изобретения является экономия капитальных затрат на строительство или модернизацию разливочной машины чугуна и улучшение качества шихтовой заготовки.

Технический результат достигается тем, что в способе получения шихтовой заготовки, включающем загрузку оксидного материала в литейную форму и заливку железосодержащего расплава, в качестве литейной формы используют изложницы с отношением H/D 0,5-10,0, при этом подачу расплава осуществляют с расходом 1-20 т/мин, где H высота изложницы, D приведенный диаметр, равный корню квадратному из площади поперечного сечения слитка, находящейся на половине высоты изложницы.

После окончания наполнения изложницы железосодержащим расплавом на его поверхность дополнительно воздействуют усилием 300-30000 Н/м².

Часть оксидного материала в количестве 50-95% вводят в изложницу до заливки железосодержащего расплава, а остальную часть вводят после окончания заливки жидкого расплава на его поверхность, на которую затем воздействуют прижимающим усилием.

В данном случае по изобретению получают шихтовую заготовку при отливке железоуглеродистого расплава в изложницы как при отливке сверху, так и сифонным способом. Предварительно перед заливкой железоуглеродистого расплава в изложницы загружают оксидный материал (железорудные окатыши, окалина, железная руда, железный концентрат, агломерат, колошниковая пыль и окуcкованные шламы). Оксидный материал фракцией 5-50 мм в количестве 5-50% массовая доля, загружают в изложницы.

В качестве литейной формы используют изложницы с отношением H/D= 0,5-10,0, где H высота изложницы, D приведенный диаметр, равный корню квадратному из площади поперечного сечения слитка, находящегося на половине высоты изложницы. Подачу железоуглеродистого расплава осуществляют с расходом 1-20 т/мин.

Пределы литейной формы (изложницы) и расхода заливки железоуглеродистого расплава выбраны экспериментальным путем.

После окончания заливки железоуглеродистым расплавом на его поверхность с оксидным материалом воздействуют усилием 300-30000 Н/м².

В одном из вариантов осуществления изобретения воздействие в процессе формирования на оксидный материал и жидкий железоуглеродистый сплав, препятствующее всплыванию оксидного материала в жидком железоуглеродистом сплаве, целесообразно оказывать механически-распределенным усилием, величина которого в направлении, перпендикулярном поверхности, превышает максимальную выталкивающую силу, действующую на оксидный материал в жидком железоуглеродистом сплаве. Соответственно для того, чтобы погрузить окатыши и равномерно распределить их в объеме железоуглеродистого расплава (чугуна), необходимо на оксидный материал (окатыши) воздействовать силой не менее 300 Н/м² (определен экспериментально).

Твердая корочка чугуна, быстро затвердевая по всей массе кучка оксидного материала, прочно удерживает окатыши в массе чугуна. При ударе такой изложницы о днище платформы окатыши не высыпаются из него, прочно удерживаются в массе изложницы твердым чугуном, так как еще на стадии затвердевания окатыши были полностью погружены в массу чугуна, который сразу же застыл на холодной поверхности окатышей. В случае при работе с чугуном с повышенной вязкостью (чугун с температурой, близкой к затвердеванию) усилие для утопления (погружения) оксидного материала в изложнице потребляется значительно больше до 30000 Н/м².

Если величина усилия на оксидный материал в изложнице меньше 300 Н/м², то эффект погружения оксидного материала окатышей будет незначительный и окатыши не будут распределены равномерно по объему чушки (в данной в нижней части изложницы окатышей практически не будет).

При величине усилия на материал больше 30000 Н/м² усложняется механизм погружения окатышей, увеличиваются габариты его узлов, что усложнит эксплуатацию установки в целом.

Часть оксидного материала в количестве 50-95% вводят в изложницу до заливки железосодержащего расплава, а остальную часть вводят после окончания заливки жидкого расплава на его поверхность, на которую затем воздействуют усилием.

Пример конкретного выполнения.

Были взяты 800 кг изложницы. В открытых с обеих сторон изложницах сталь может отливаться прямо сверху или же сифоном снизу. Слитки отливались в изложницы сверху: засыпался оксидный материал железорудные окатыши фракцией 15-30 мм, а затем заливали железоуглеродистым расплавом (чугуном). На поверхность после наполнения железосодержащим (железоуглеродистым) расплавом дополнительно воздействуют усилием 3000 Н/м², утапливая окатыши в расплаве.

Характеристика шихтовой заготовки, полученной по данному изобретению, указана в таблице.

Использование: в черной металлургии, при получении шихты для выплавки стали. Сущность изобретения: по способу получения шихтовой заготовки загружают оксидный материал в литейную форму и заливают железосодержащий расплав. В качестве литейной формы используют изложницы с отношением H/D=0,5-10,0, где H - высота изложницы, D - средний по высоте приведенный диаметр. Подачу расплава осуществляют с расходом 1-20 т/мин. После окончания наполнения изложницы железосодержащим расплавом на его поверхность дополнительно воздействуют усилием 300-30000 H/м². Часть оксидного материала в количестве 50-95% вводят в изложницу до заливки жидкого расплава, а остальную часть вводят после окончания заливки жидкого расплава на его поверхность, на которую затем воздействуют прижимающим усилием. 2 з.п. ф-лы. 1 табл.

1. Способ получения шихтовой заготовки, включающий загрузку оксидного материала в литейную форму и заливку железосодержащего расплава, отличающийся тем, что в качестве литейной формы используют изложницы с отношением Н/D 0,5 10,0, где Н высота изложницы, D приведенный диаметр, равный корню квадратному из площади поперечного сечения слитка, находящейся на половине высоты изложницы, при этом подачу расплава осуществляют с расходом 1 20 т/мин. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после окончания наполнения изложницы железосодержащим расплавом на его поверхность дополнительно воздействуют усилием 300 30000 Н/м². 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что часть оксидного материала в количестве 50 95% вводят в изложницу до заливки железосодержащего расплава, а остальную часть вводят после окончания заливки жидкого расплава на его поверхность, на которую затем воздействуют прижимающим усилием.