ДОБАВКА В ШИХТУ ШАХТНОЙ ЧУГУНОПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК C21C1/08 C21B11/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к вторичной плавке чугуна.

Известен состав шихты для плавки чугуна в газовой вагранке, включающий 90% чушкового чугуна и 10% стального лома [1]
Недостатком применения этого состава шихты является угар при переплаве углерода в количестве 7,9% кремния 20,8% марганца 32,7%
Известна также шихта, составленная из 33% чушкового чугуна, 33% возврата, 29% стального лома и 5% зеркального чугуна (см. Там же).

Недостатком и этого состава шихты является высокий угар кремния (17%) и марганца (37,8% ), несмотря на то, что в шихту в виде добавки введено 5% зеркального чугуна. Угар углерода при применении этого состава шихты составил 5,5%
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является шихта [2] в состав которой в виде добавки введены металлокремнистые отходы производства синтетического литейного чугуна, которые способствуют выплавке чугуна практически без угара углерода, кремния и марганца, однако применение отходов не всегда практически и экономически оправдано из-за отсутствия их непосредственно на большинстве машиностроительных заводов, где имеются линейные цеха, а также из-за невозможности пополнения используемой добавкой холостой огнеупорной колоши, над которой располагается столб металлической шихты.

Технический результат изобретения заключается в пополнении холостой огнеупорной колоши газовой вагранки, дополнительном науглероживании выплавляемого чугуна, достижении возможности использования в шихте металлической стружки и сокращении расхода флюса.

Это достигается тем, что добавка в шихту шахтной чугуноплавильной печи (газовой вагранки с огнеупорной насадкой) состоит из углеродистых и флюсующих добавок, при этом добавка сформирована в виде объемных геометрических фигур (шаров, пирамид или призм) с помощью высокоогнеупорного бетона и имеет следующий состав, мас.

Углеродосодержащие материалы 20 75
Металлическая стружка 20 70
Высокоогнеупорный бетон 5 10.

Формирование добавки в виде объемных фигур на основе высокоогнеупорного бетона обусловлено тем, что, во-первых, она предназначена для пополнения расходуемой во время плавки огнеупорной насадки, поддерживающей столб металлической шихты, и, во-вторых, должна обеспечивать хорошую газопроницаемость насадки, что и достигается за счет формы элементов добавки. Применение высокоогнеупорного бетона (огнеупорность выше 1770^oC) в качестве связующего обеспечивает достаточно высокую стойкость в высокотемпературных условиях плавки.

Состав добавки при ее расходовании (оплавлении) компенсирует физический угар углерода и железа, а также и таких элементов, как кремний и марганец, за счет наличия в ней углеродосодержащих материалов и металлической стружки, причем введенная таким образом в шихту стружка не горит в отличие от использования ее в виде брикетов или, тем более, россыпью.

Уменьшение количества углеродсодержащих материалов в насадке не оказывает влияния на содержание углерода в чугуне, а превышение выше верхнего предела практически нецелесообразно. То же самое наблюдается и при изменении предельных количеств металлической стружки.

Применяемый для придания формы и для связки компонентов добавки высокоогнеупорный бетон в количестве 5-10% практически оправдан и экономически выгоден. Менее 5% бетона недостаточно для обеспечения требуемой прочности тел насадки, а более 10% применять нет необходимости, так как прочность тел добавки снижается. Кроме того, входящие в состав бетона силикаты и алюмосиликаты кальция влияют на состав и жидкоподвижность шлака.

Пример применения добавки.

Плавки производились на газовой вагранке с огнеупорной насадкой производительностью 7 т/ч.

Металлическая составляющая шихты составлялась из:
20-25% свежих чушковых чугунов;
25-30% возврата собственного производства;
30-35% лома чугунного;
5-10% лома остального.

При этом расчетное количество химических элементов, вносимых шихтой в металл, равнялось: 3,2-3,3% C; 1,8-2% Si и 0,6-0,7% Mn.

В качестве огнеупорной насадки использовался бой высокоглиноземистых и шамотных кирпичей, а также бой графитизированных изделий (электродов, кюмпельных плит и др.).

Сравнительные результаты плавок приведены в таблице.

Как видно из таблицы, применение добавки в шихте газовой вагранки с огнеупорной насадкой в сравнении с обычной плавкой позволяет получать чугун с пригаром углерода, кремния и марганца.

Применение предлагаемой добавки в шихту позволяет сократить в ней количество свежих литейных чугунов, ферросплавов, карбюризатора для науглероживания чугуна и флюса.

Внедрение добавки для плавки чугуна не требует дополнительных капитальных затрат, расширяет металлургические возможности плавки, обеспечивает снижение себестоимости выплавляемого чугуна за счет использования более дешевых и недефицитных материалов и сокращения расхода свежих литейных чугунов, а также фондируемых материалов холостой огнеупорной насадки.

Использование: выплавка и обработка чугуна. Сущность изобретения: добавка выполнена в виде объемных геометрических фигур (шаров, пирамид, конуса или призм), дополнительно содержит металлическую стружку и высокоогнеупорный бетон, при этом добавка имеет следующий состав (мас.%): углеродсодержащие материалы 20-75; металлическая стружка 20-70; высокоогнеупорный бетон 5-10. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Добавка в шихту шахтной чугуноплавильной печи, включающая углеродсодержащие и флюсующие компоненты, отличающаяся тем, что она выполнена в виде объемных геометрических фигур и дополнительно содержит металлическую стружку, а в качестве флюсующих высокоогнеупорный бетон при следующем соотношении компонентов, мас.

Углеродсодержащие 20 75
Металлическая стружка 20 70
Высокоогнеупорный бетон 5 10
2. Добавка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена в виде шаров, пирамид или призм.