Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей Российский патент 2017 года по МПК C22B1/245 C22B1/248 

Описание патента на изобретение RU2626368C2

Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам.

Может быть использовано для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.

Известен способ науглероживания железо-углеродистых расплавов чугуном, коксом и электродным боем [1], включающий в себя выплавку чугуна в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, ввод науглероживателя инжекционным способом под зеркало металла.

Недостатками [1] являются:

1. Данные материалы обладают определенной и достаточно высокой дороговизной и дефицитностью.

2. В результате введения чугуна в шихту в металле увеличивается содержание фосфора, который потребует проведения металлургических операций по его выводу из металла. В этой связи использование чугуна в шихте как науглероживателя ограничено.

3. Кокс и электродный бой ввиду отсутствия развитой поверхности соприкосновения с железом требуют определенного регламента их ввода в шихту для улучшения усвоения.

4. Кокс является источником загрязнения металла серой особенно тогда, когда в его «генезисе» имеет место донецкий уголь. Это обстоятельство также требует проведения металлургических операций по выводу серы из металла, которые обуславливают повышенный расход шлакообразующих, увеличение трудоемкости сталеплавильного процесса, длительность плавки и применение различных способов ковшевой десульфурирующей обработки металла. В комплексе указанные обстоятельства увеличивают затраты на производство стали.

Известен композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали [2], который представляет собой рудно-угольные окатыши с содержанием суммарного углерода, обеспечивающего полное восстановление окислов железа.

Недостатками [2] в составе шихты дуговых электропечей при плавке стали являются:

1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.

2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, которая имеет негативное влияние на сталеплавильный процесс.

3. Материал является источником железа для металлической ванны дуговой электропечи, но не насыщают ее углеродом для проведения процесса кипения.

4. Использование в шихте материала не позволяет сократить расход электроэнергии.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является способ прямого получения железа [3], включающий подачу компонентов шихты, содержащей руду, углеродистый восстановитель и флюс в форме рудоугольного брикета неограниченной длины, погружаемый в расплав металла, а окись углерода дожигают для передачи тепла расплаву.

Недостатками прототипа [3] являются:

1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.

2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, негативное влияние которой на сталеплавильный процесс освещено выше.

Целью предполагаемого изобретения является рециклирование дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, а также введение науглероживающего компонента, не имеющего в своем составе серы.

Цели достигают тем, что в состав материала входит металлическое железо на углеродистой связке, не имеющей в своем составе серы.

При проведении указанных металлургических процессов для рафинирования металла осуществляют кипение электросталеплавильной ванны. Для проведения этой операции необходимо повышенное относительно марочного состава количество углерода в металле.

Заявляемое изобретение может быть осуществлено, например, следующим путем.

Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей вводится на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи. В состав этого материала входят железосодержащие отходы металлургии и машиностроения дисперсного вида, в которых железо может быть как восстановленным, так и окисленным. Связка является углеродистой и представляет собой отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов (каменноугольный и нефтяной пеки, битумы, фильтропрессовые осадки, кубовые остатки от дисциляции жирных кислот). Соотношение окисленного и восстановленного железа в наполнительной части композита меняется в пределах: от 1:0 до 0:1. Т.е. возможно формирование композита, как из окисленного железа, так и железа в свободном состоянии. Соотношение между наполнителем и связующим меняется в пределах: от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Это соотношение обусловлено связующими свойствами углеродистой связки. На фиг. приведена Таблица, где представлены экспериментальные данные.

Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что, если содержание (масс. %) углеродистого связующего менее 30% и более 80% формообразование композиционного шихтового материала не происходит.

Технический результат заключается в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии дисперсного вида, содержащих железо, а также отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов, содержащих углерод. Рециклирование осуществляется путем использования композиционного шихтового материала для дуговых электропечей, загружаемого на подину дуговой электросталеплавильной печи в процессе завалки, для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.

Заявляемый композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, вводимый на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи, решает следующие задачи:

1) является источником железа для металлической ванны;

2) науглероживает металлическую ванну дуговой электропечи для проведения процесса кипения;

3) позволяет экономить дорогостоящую электроэнергию при проведении электросталеплавильных процессов.

Приведенные примеры применения предполагаемого изобретения показывают его полезность для процессов переработки отходов машиностроения и металлургии, а также раскисления стали.

Предполагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Предполагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.

Заявленное техническое решение можно реализовать на предприятия машиностроения и металлургии в процессе переработки дисперсных железосодержащих отходов и раскисления стали.

Источники информации

1. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.

2. Патент РФ 2009207 от 15.03.94.

3. Патент РФ 2080391 от 27.05.97.

Похожие патенты RU2626368C2

название год авторы номер документа
Способ выплавки чугуна в электродуговых печах 2023
  • Болдырев Денис Алексеевич
  • Панков Михаил Михайлович
  • Трофимов Андрей Анатольевич
RU2823715C1
НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ МАТЕРИАЛА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА 2000
  • Белкин А.С.
  • Зуев Г.П.
  • Юрин Н.И.
  • Черепахин С.С.
  • Грунин С.М.
  • Мурат С.Г.
  • Ситнов А.Г.
  • Шищук И.Н.
RU2170270C1
Шихта для получения синтетического чугуна 1990
  • Кульбовский Иван Кузьмич
SU1752777A1
Способ выплавки стали в электродуговой печи 2015
  • Дорофеев Генрих Алексеевич
  • Янтовский Павел Рудольфович
  • Смирнов Константин Геннадиевич
RU2610975C2
СИНТЕТИЧЕСКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ ШИХТОВОЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ 2012
  • Тюрин Алексей Николаевич
  • Дорофеев Генрих Алексеевич
  • Протопопов Александр Анатольевич
  • Скрылькова Елена Викторовна
  • Харитонова Юлия Вадимовна
RU2514241C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ И ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1994
RU2092572C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ВАНАДИЙСОДЕРЖАЩЕЙ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ 1996
  • Зубарев А.Г.
  • Дорофеев Г.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Тамбовский В.И.
  • Ситнов А.Г.
  • Тартаковский И.М.
RU2102497C1
СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ, СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОСТАВА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ 2016
  • Шаруда, Александр Николаевич
  • Мясоедова, Вера Васильевна
RU2653746C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ ПРИРОДНОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ В ПОДОВЫХ ПЕЧАХ 1994
  • Багрянцев К.И.
  • Оржех М.Б.
  • Кулешов Ю.Б.
  • Комратов Ю.С.
  • Киричков А.А.
  • Заболотный В.В.
RU2113496C1
СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ В ДУГОВОЙ ЭЛЕКТРОПЕЧИ 2001
  • Котенёв В.И.
RU2213788C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 626 368 C2

Реферат патента 2017 года Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей

Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам. Шихтовый материал для дуговых электропечей состоит из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу. При этом упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, а соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Изобретение обеспечивает рециклинг дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, науглероживание металлической ванны дуговой электропечи и экономию электроэнергии. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 626 368 C2

Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, состоящий из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу, отличающийся тем, что упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, при этом соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2626368C2

СИНТЕТИЧЕСКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ ШИХТОВОЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ 2012
  • Тюрин Алексей Николаевич
  • Дорофеев Генрих Алексеевич
  • Протопопов Александр Анатольевич
  • Скрылькова Елена Викторовна
  • Харитонова Юлия Вадимовна
RU2514241C2
СПОСОБ ПАКЕТИРОВАНИЯ ЛОМА И ОТХОДОВ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 2006
  • Смирнов Александр Геннадиевич
RU2329311C2
Клавиатурный передатчик для аппарата Морзе 1929
  • Коган И.Я.
SU20693A1

RU 2 626 368 C2

Авторы

Сафронов Николай Николаевич

Сафронов Герман Николаевич

Харисов Ленар Рустамович

Даты

2017-07-26Публикация

2015-12-08Подача