ШЛАКООБРАЗУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПЛАВКИ ЧУГУНА Российский патент 2016 года по МПК C21C1/08 

Известен шлакообразуюший материал, применяемый при плавке чугуна в вагранке - известняк [1].

Известна шлакообразующая смесь для разливки стали [2], отличающаяся возможностью использования исходных компонентов с повышенным содержанием оксидов Fe и содержащая, мас.%: СаО 10-35, SiO₂ 10-40, Al₂O₃ до 12, MgO до 4, MnO до 4, В₂O₃ до 6, Na₂O+K₂O+Li₂O 4-15, С_своб 2-12, FeO до 3, F 6-10.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [3]. Состав смеси, мас.%: графит 15-25, нефелин 15-25, силикатная глыба 20-35, торфяная мука 2-10, отвальный шлак ферросплавного производства - остальное. Шлакообразующая смесь обеспечивает качественную поверхность непрерывнолитой заготовки при низких скоростях разливки. Однако основное назначение смеси - создание теплоизолирующего эффекта.

Известна шлакообразующая смесь [4] для разливки стали, которая содержит графит, силикатную глыбу, плавиковый шпат и отвальный шлак ферросплавного производства. Кроме того, она дополнительно содержит рисовую лузгу при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит - 12-20; силикатная глыба - 10-20; плавиковый шпат - 10-20; рисовая лузга - 0,5-5; отвальный шлак ферросплавного производства - остальное.

Особенностью вышеперечисленных шлакообразующих смесей является наличие относительно небольшого процента железосодержащих компонентов.

При плавке в вагранке [1] в топливе содержится зола, которая в значительной степени состоит из кременекислоты и глинозема. Сумма этих веществ в золе кокса составляет 60-65%. Вместе с литниками и бракованным литьем в вагранку попадает формовочный песок, иногда в виде целых стержней в полных отливках. Главную массу в песке составляет кремнекислота и глинозем. Под действием высокой температуры и шлака в шахте вагранки разъедается футеровка, которая состоит также из 65-70% кремнекислоты и 30-35% глинозема, что в итоге попадает в шлак. Шлак при высоком проценте указанных веществ иметь плохие технологические свойства. Снижение температуры плавления, и вместе с этим, вязкости шлака может быть достигнуто, если в шлак ввести основное соединение - окись кальция, которая содержится в известняке. Кроме того, при высоком проценте кремнекислоты в шлаке последний становиться густым и тягучим, и фурмы могут ошлаковаться, следовательно, плавка замедлится, а в металле возрастет содержание серы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является: повышение производительности вагранки, снижение содержания серы в металле.

Решаемая задача - повышение эффективности шлаковой смеси, утилизации промышленных отходов, повышение ресурсосбережения в области литейного производства.

Указанный технический результат достигается тем, что шлаковая смесь, содержащая известняк, дополнительно содержит шлам от закалочных баков при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известняк 70-75 Шлам от закалочных баков 30-25

Указанная шлаковая смесь может быть использована для повышения производительности вагранки и снижения содержания серы в выпускаемом металле (см. таблицу).

Снижение содержания известняка и шлама от закалочных баков менее 70 и 25% соответственно ведет к преобладанию кремнекислоты в шлаке и ухудшению его свойств, и, как следствие, плавка идет медленнее и десульфурация замедляется. Повышение содержания известняка и шлака от закалочных баков более 75 и 30% соответственно ведет к увеличению расхода топлива.

Основные составляющие шлама от закалочных баков - окалина железа и карбонат натрия 80 и 6% соответственно. В отличие от аналогов, шлам закалочных баков содержит значительное количество железосодержащего компонента. При введении шлама в качестве шлакообразующей добавки в завалку при плавке чугуна в вагранке происходит восстановление железа и значит увеличение выпуска чугуна, т.е. увеличение производительности, и, кроме того, натрий образует соединение с серой, десульфурируя расплав, способствует снижению содержания серы в выпускаемом чугуне.

Таким образом, введение шлаковой смеси, состоящей из известняка и шлама закалочных баков, ведет к снижению содержания серы в чугуне и увеличению металлической составляющей посредством извлечения железа из оксида, входящего в отход термических цехов.

Пример осуществления: при плавке чугуна в вагранке шлакообразующая смесь загружается на топливо в центр бадьи лопатой, измеряется по объему. Порция смеси на коксовую калошу составляет 30-40% от веса кокса. Размер кусков шлакообразующей смеси не должен превышать 40 мм. Плавка чугуна осуществлялась в вагранке производительностью 3 т/час.

Источники информации

1. Соколов А.Н. Плавка чугуна в вагранке / Н.А. Соколов, А.И. Габерцеттель // 1950. - Машгиз, 179 с.

2. Патент RU 2245756 Шлакообразующая смесь для разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/243/2430808.html, свободный.

3. Патент RU 2148470 Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/243/2430808.html, свободный.

4. Патент РФ 2145266 Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ru-patent.info/21/45-49/2145266.html, свободный.

Изобретение относится к области металлургии. Шлакообразующая смесь содержит, мас. %: известняк 70-75 и шлам от закалочных баков 30-25. Обеспечивается снижение содержания серы в выпускаемом чугуне и увеличение металлической составляющей. 1 табл.

Шлакообразующая смесь для плавки чугуна, содержащая известняк и железосодержащий компонент, отличающаяся тем, что в качестве железосодержащего компонента она содержит шлам от закалочных баков при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Известняк 70-75 Шлам от закалочных баков 30-25