Шихта для переработки отходов легированных сталей и сплавов в шихтовую заготовку

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 59891 А Я ЕТ П АВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗОБР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1073315, кл. С 22 С.ЗЗ/04, 1982.(54) ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОЛЕГИРОВАННЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВШИХТОВУЮ ЗАГОТОВКУ Изобретение относится к черной металлургии, а именно к переработке отходов легированных сталей и сплавов, образующихся при обработке резанием (стружка) и эксплуатации конструкций и устройств иэ этих сталей и сплавов при высоких температурах (окалина).Цель изобретения - получение шихтовой заготовки заданного состава для пере- плавных процессов, повышение технико-зкономических показателей за счет снижения угара легирующих элементов, увеличение выхода годного, а также снижение себестоимости шихтовой заготовки,Для этого шихта содержит в качестве мвталлодобавки стружку легированной стали или сплава, в качестве окислителя оксиды ведущих элементов материала шихтовой заготовки в виде окалины основного сплава и/или смеси оксидов, в качестве восстановителя отсевы алюминиевой стружки и/или алюминиевую крупку при следующем соотношении компонентов, мас.: 5 С 21 С 5/52, С 22 СЗ(57) Сущность изобретения; шихта содержитв качестве металлодобавки стружку легированной стали или сплава, в качестве окислителя оксиды ведущих элементов материала шихтовой заготовки в виде окалины основного сплава и/или смесь оксидов, а в качестве восстановителя .отсевы алюминиевой стружки и/или алюминиевую крупку при следующем соотношении компонентов, мас.: стружка легированной стали или сплава 15 - 50; окалина основного сплава и/или смесь оксидов ведущих элементов материала шихтовой заготовки 33 - 55; отсевы алюминиевой стружки и/или алюминиевая крупка 17 - 30. 1 табл. Стружка легированной стали или С сплава 15-50Окалина основного сплава и/или смесь оксидов ведущих элементов материала шихтовой заготовки 33-55Отсевы алюминиевой стружки и/или алюминиевая крупка 17-30Получение шихтовой заготовки для пе- СЛреплавных процессов заданного состава до- О ,стигается за счет того, что шихта СО представляет собой смесь компонентов, К;) способных к экзотермической реакции, при- е чем окислителем (носителем кислорода) являются оксиды основных элементов сплава. В ходе работы шихты происходит обмен ф кислородом между окислителем и восстановителем безучастия посторонних примесей, способных изменить состав ведущих элементов в сплаве, Состав окислительной части подбирается так, чтобы не изменить допускаемые для данного сплава количественные соотношения между ведущими элементами, Кроме того. в случаенеобходимости состав окислительной составляющей шихты позволяет корректировать количественный состав получаемогосплава в соответствии с требованиями к составу готовой шихтовой заготовки,Повышение технико-экономических показателей достигается саморазогревомшихты и уменьшением объема шлака. Высокая термичность шихты позволяет расплавить металлодобавку и сформироватьжидкий шлак на поверхности расплавленного металла. Шлак покрывает зону реакции, предохраняя получаемый сплав отокисления и охлаждения, что способствуетболее полному разделению металлическойи шлаковой фаз, Кроме того, восстановитель, находящийся в зоне реакции, нейтрализует кислород окружающей среды(воздуха, находящегося в пустотах междусоставляющими шихты), предохраняя жидкий металл от окисления Металл представляет собой сплав восстановленных изоксидов элементов окиспитепьной составляющей шихты и расплавленной теплом экзотермической реакции металподобавки.Шлак состоит в основном из окислов алюминия и незначительной части оксидной составляющей.Увеличение выхода годного достигаетсяза счет более полного разделения металлической и шлаковой фаз, уменьшению времени разогрева электрическими дугами.Снижение себестоимости получаемойзаготовки достигается применением в составе шихты стружки легированных сталейи сплавов, неутилизируемой окалины легированных сплавов и отсевов алюминиевойстружки (АСО).Составы испытанных шихт приведены втаблице. В качестве металлодобавки испытуемых шихт использовали стружковые отходы стали 12 Х 18 Н 10 Т цеха В 1Никопольского южно-трубного завода. Вкачестве оксидной части использовали оксиды хрома. никеля, марганца,.и железа ввиде рудных концентратов и чистых оксидовмарок "Ч" и "ЧДА", а также окалину ретортдля получения титановой губки цеха термиититана Березниковского титаномагниевогокомбината (реторты выполнены из стали12 Х 18 Н 10 Т), В качестве восстановителя использовали отсевы алюминиевой стружки(АСО) по ТУ 48-26-52 - 82 (отходы производства вторичного алюминия Мценского завода "Вторцветмет") с содержаниемалюминия не менее 70 мас, % и алюминиевую крупку (98 %: А 1),Установлено, что при содержании вшихте стружки легированной стали илисплава менее 15%, окалины основного сплава и/или смеси осидов ведущих элементов и отсевов алюминиевой стружкии/или алюминиевой крупки более 55 и 30%соответственно уменьшается выход годного5 из-за выбросов и выноса пылевидных частиц, что связано с бурным протеканием процесса.При содержании в шихте стружки легированной стали или сплава более 50%, отсе 10 вов алюминиевой стружки и/илиалюминиевой крупки менее 17% и окалиныосновного сплава и/ипи смеси ведущих элементов менее 33% также снижается выходгодного из-за недостатка тепла экзотерми 15 ческой реакции для расплавления металлодобавки и разделения металла и шлака, аувеличение продолжительности разогревадугами приводит к науглероживанию сплава и увеличению угара легирующих элемен-.20 тов.Удовлетворительные результаты повсем основным показателям получены приследующем компонентном составе шикты:окалина основного сплава и/или смесь ок 25 сидов ведущих элементов 33 - 55%, отсевыалюминиевой стружки и/или алюминиеваякрупка 17-30% и стружка легированной стали или сплава 15 - 50%.Наилучшие результаты получены при30 использовании шихты со следующим содержанием компонентов: стружка легированной стали 28%, окалина основного сплава46% и отсевы алюминиевой стружки 26%.Этот состав является оптимальным, по всем35 основным технологическим и экономическим параметрам он позволяет вести процесс как в печи, так и во внепечном агрегате,При этом достигается довольно полное разделение металла и шпака, что способствует40 увеличению выхода годного, а применениев составе шихты технологических отходовдругих промышленных производств (стружковых отходов легированных сталей, окалины легированных сталей и сплавов, отсевов45, алюминиевой стружки) делает ее использование экономически выгодным,Установлено, что при содержании вшихте до 40% металлодобавки, 39% окислительной и 21% восстановительной частейпроцесс получения шихтовой заготовки из предлагаемой шихты можно вести внепечным способом. Тепла экэотермической реакции достаточно чтобы растворилась металлодобавка и отделился металл от шлака, При увеличении доли металлодобавки необходимо полученный продукт реакции дополнительно греть дугами, чтобы дать возможность разделиться металлу и шлаку, но при этом снижается выход годного и увеличивается угар легирующих элементов, не1759891 Прмеианмс Вмкод годноСодеркамие элемента в металле заготовки, нас.г Состав никто Струилагегмроввммад стаю,г Восстановительная Оксндмае масть1 мастьтсостав 31 нас.состав нас.г 82,0 Вм 0 сосм нетепла и алака 91,598,6 0,08 0,21 0,07 0,20 0,07 0,20 0,05 О,з 7 17,1 17,5 18,9 18,8 10,5 10,5 10,7 10;8 Окалмма 58 То ее 55 н 46Смесь окис" 46 лза ведуемк зле- ментов 32 30 26 26 АСО А СО АСО АСО 10 2 15 3 28 2898,8 98.7 0,08 0,190,07 0,20 10,7 10,6 19,0 18,8 Л 1 крупка 20дСО +Л 1 крупка 1 1 Окалина 52 То ье 50 28 2 Окаюна ь 23 смесь окис лзв 7 28 0,06 0,18 18,9 10,7 98,9 АСО 26 18,6 18,4 93,4 10,5 10,4 0,07 0,21 О,О 0,21 8 409 50 АСО 21 Л 1 крупка 17 Л 1 крупка 16 Окалина 39 То ее 33 90,8 Вклеиенне дуг длл подогрева елька 29 Вкзючение дуг,подогрев алака,доюлнительмзе раскнсгениеатючин ие и+ 392 Сао, вктюненне дуг,догюпнительмое раскмеленнаалака Ге 51 и Л 1 102 88,1 0.13 0 21 177 О 20 0,33 15,4 10 55 геЬ+ 1 О Л 1 крупка 15 11 (иаестнал) 38 10,4 74,2 Составитель И.ЗигалоРедактор М.Стрельникова Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 3156 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина. 101 сколько возрастает содержание углерода в готовом металле.При проведении плавок по прототипу оксидная часть состояла из оксидов ведущих элементов сплава.П р и м е р. 1. Стружку стали 12 Х 18 Н 10 Т в количестве 7 кг (5000 от массы шихты) тщательно смешали с 4,2 кг (3307(у) окалины стали 12 Х 18 Н 10 Т и 2,4 кг (17070) алюминиевой крупки, Полученную шихту загрузили в тигель лабораторной электродуговой печи. Процесс вели с зажиганием шихты сверху. После оседания шихты включали подогрев полученного продукта дугами. После отключения дуг полученный продукт слили в специальный металлоприемник для разделения шлаковой и металлической фаз. Стальной слиток легко отделился от шлака, Масса слитка составила 9,4 кг, что составляет 90.8 от теоретически возможного выхода годного. Химическим анализом полученного металла установлено, что количественное содержание основных элементов соответствует требованиям к составу стали 1 Х 18 Н 10 Т,2. Стружку стали 12 Х 18 Н 10 Т в количестве 3,92 кг (2807 ь от массы шихты) тщательно смешали с 6,44 кг (46) окалины стали 12 Х 18 Н 10 Т и 3,64 кг (260 уь) мелкофракционных отсевов алюминиевой стружки. Полученную шихту загрузили в специальный реактор, оборудовэнный металлоприемниз ком. Процесс вели с зажиганием шихтысверху. После завершения процесса из металлоприемника извлекли стальной слитокмассой 10,2 кг, составляет 98,9 от теоре 5 тического выхода годного. Химический анализ подтвердил соответствие полученногометалла стали 1 Х 18 Н 10 Т,Экономический эффект при переработке отходов легированных сталей и сплавов10 (стружки и окалины) с помощью шихты предлагаемого состава в шихтовую заготовку дляпереплавных процессов может составитьсвыше 100 руб на тонне заготовки.Формула изобретения15 Шихта для переработки отходов легированных сталей и сплавов в шихтовую заготовку, включающая металлодобавку,окислитель и восстановитель, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью снижения угара леги 20 рующих, повышения выхода годного снижения себестоимости, она содержит в качествеметаллодобавки стружку легированной стали или сплава, в качестве окислителя - окалину основного сплава и или смеси оксидов,25 а в качестве восстановителя - отсевы алюминиевой стружки и или алюминиевую крупкупри следующем соотношении компонентов,мас.070: стружка легированной стали илисплава - 15-50; окалина основного сплава и/30 или смеси оксидов - 35 - 55; отсевы алюминиевой стружки /или алюминиевая крупка- 17 - 30.