Шихта для получения синтетического чугуна

,Г.1 тс)гчНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВ КОМУ В(54) ШИХТА ДЛЯЧЕСКОГО ЧУГУНА(57) Изобретение относится к метможет быть использовано присинтетического чугуна в электропта содержит 96,5 - 97,5стальнороссыпью и 2,5-3,5 0 отходов прографитированных электродоввильных печей зернистостью 3 - 3пользование такой шихты обеполучение чугуна марки СЧ 35 ивышенными механическими свойтабл. аллургии и получении ечах. Шихй стружки изводства сталепла мм, Исспечивает ВЧ 80 с поствами,ого маиз него углерода (до 8500), повышенному содержанию серы (до 0,065 ) и других вредных примесей в чугуне и загрязнению атмосферы при выплавке чугуна вредными веществами в виде фторидов.Наиболее близкой к предлагаемой является шихта для получения чугуна с шаровидным графитом, содержащая 70-80 ф отходов трансформаторного железа, 1;8- 2,20 ь электродного графита, остальное - лом углеродистой стали.Недостатком известной шихты является большое содержание в ней отходов трансформаторного железа, а таже содержание в ней лома углеродистой стали и электродного графита.Отходы трансформаторного железа содержат 2 - 4 ф. кремния, в связи с чем при их использовании в большом количестве содержание кремния в чугуне является нестабильным и может колебаться в пределах 1,4-3,2%, что снижает его свойства, Кроме того, отходы трансформаторного железа в чистом виде могут использоваться лишь на ограниченном числе электромашиностроиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Брянский институт транспортншиностроения(56) Справочник по чугунному литьюМашиностроение, 1978, с, 204-222.Авторское свидетельство СССРМ 1018976, кл. С 21 С 1/10, 1983,Авторское свидетельство СССРМ 1054419, кл. С 21 С 1/10, 1983. Изобретение относится к металлургии, а именно к получению синтетического чугуна в электропечах.Известна шихта для получения чугуна в электропечах, состоящая из чушкового доменного чугуна, чугунного и стального лома и одного из науглероживателей - кокса, гра-. фитированного коксика, каменного угля, термоантрацита, электродного графита.Недостатком данной. шихты является повышенное содержание в ней вредных примесей (серы, фосфора и др.) и повышенная стоимость, что снижает свойства и увеличивает стоимость чугуна.Известен науглероживатель для получения синтетического чугуна, представляющий собой "хвосты" от флотации угольной пены с электролизных ванн алюминиевого производства.Недостатком указанного науглероживателя является пониженное содержание в нем углерода (до 800 ь) и повышенное содержание примесей (100 ь фторидов натрия, кальция, магния, 8 0 ь глинозема, 0,30 серы), что приводит к пониженному усвоению ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТтельных заводов, где они образуются, так как при их поставке они перемешиваются с другим ломом и теряют свою ценность как кремнийсодержащий материал. Электродный графит представляет собой пылевидный порошок, в связи с чем при его использовании частицы его интенсивно выносятся потоком горячих газов из плавильной печи, что является причиной загрязнения внешней среды и нестабильного содержания углерода в чугуне, снижающего его свойства, Пониженный его расход в шихте, наряду с повышенной его зольностью, приводит к пониженному и нестабильному содержанию углерода в чугуне, что может являться причиной брака отливок, Применение в шихте до 300 стального лома повышенной стоимости приводит к повышению стоимости чугуна.Цель изобретения - повышение механических свойств и снижение стоимости чугуна.Поставленная цель достигается тем, что в качестве железосодержащего материала применяется стальная стружка россыпью, а в качестве науглероживателя - отходы производства графитированных электродов электросталеплавильных печей зернистостью 3-30 мм при следующем соотношении компонентов, мас,%:Стальная стружка россыпью 96,5 - 97,5 Отходы производстваграфитированных электродов электросталеплавильных печей зернистостью3 - 30 мм 2,5-3,5Стальная стружка содержит до 0;150 таких повышающих свойства чугуна легирующих элементов, как хром, никель, медь, ванадий, молибден, титан и т,п которые попадают в нее при механической обработке заготовок из легированных сталей. Она имеет стабильное содержание углерода, кремния и марганца, что обеспечивает получение заданного стабильного их содержания в чугуне, и пониженное содержание вредных примесей, обеспечивающее пониженное содержание их в чугуне, Все это позволяет получать на ее основе синтетический чугун с повышенными свойствами различных марок (серый, высокопрочный, ковкий).Стальная стружка россыпью является наиболее дешевым железосодержащим материалом, что снижает стоимость чугуна при ее использовании в шихте. Использование ее в шйхте для синтетического чугуна не вызывает технологических затруднений, так как она быстро расплавляется в злектропечах и хорошо усваивает науглероживатель иферросплавы, что сокращает продолжительность плавки. Пределы содержания стальной стружки в шихте обусловлены пределами содержания в ней науглероживателя, обеспечивающего необходимое содержание углерода в чугуне, Отходы производства графитированных электродов электросталеплавильных печей содержат более 980 углерода и менее 1 золы, что обеспечивает высокую степень их усвоения, пониженный расходи получение стабильного заданного содержания углерода в чугуне. Они не содержат вредных примесей, что исключает загрязнение ими чугуна. Все это обеспечивает повышение его свойств и снижение стоимости.Использование в шихте науглероживателя зернистостью менее 3 или более 30 мм увеличивает его расход, так как более мелкие его частицы интенсивно сгорают в печной атмосфере и выносятся из печи потоком горячих газов, а более крупные не полностью усваиваются шихтой в период ее расплавления и удаляются затем с шлаком.Пределы содержания науглероживателя в шихте выбраны из условия обеспечения заданного содержания углерода в чугуне, При его содержании менее 2,50 содержание углерода в чугуне менее 2,140 , что не обеспечивает получение чугуна; при его содержании более 3,5 резко увеличивается содержание углерода в чугуне, что сильно снижает его свойства.На машиностроительные заводы завозится большое количество железосодержащих материалов для выплавки чугуна для отливок, в то же время вывозится большое количество стальной стружки россыпью, что приводит к встречным перевозкам и нерациональным затратам, Наиболее рациональное использование стальной стружки россыпью - применение ее в качестве шихты для выплавки синтетического чугуна в местах ее образования - на машиностроительных заводах, что позволит сократить транспортные расходы, обеспечить в достаточном количестве машиностроительные заводы шихтой для выплавки чугуна, рационально усилизировать стружку россыпью,На электродных заводах образуется значительное количество отходов производства электродов для электросталеплавильных печей. Они обладают необходимым химическим составом и зернистостью для использования в качестве науглероживателя при выплавке синтетического чугуна, а их стоимость находится на уровне стоимости других науглероживателей, поэтому наибо 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лее рациональным способом утилизации является использование их в качественауглероживателя для выплавки синтетического чугуна.Использование предлагаемой шихтыобеспечивает по сравнению с известнымиснижение стоимости чугуна за счет использования железосодержащего материала минимальной стоимости в виде стальнойстружки россыпью и углеродсодержащегоматериала в виде отходов производстваграфитированных электродов сталепла. вильных печей зернистостью 3-30 мм, обеспечивающей пониженный его расход;повышение свойств чугуна за счет снижения содержания в нем вредных примесей,обеспечения стабильного химического состава, внесения в него шихтой полезныхлегирующих элементов; сокращение транспортных расходов; обеспечение в достаточном количестве шихтой для выплавки чугуна 20для отливок на машиностроительных заводах; снижение загрязнения внешней среды; рациональная утилизация отходовметаллообработки и производства электродов для электросталеплавильных печей. 25Готовят шихту для получения чугуна, состоящую из железосодержащего материалаи науглероживателя, которая расплавляетсяв электропечи, после чего расплав нагревается, доводится по химическому составу до 30заданного и сливается в ковш.П р и м е р, Выплавляли синтетическийчугун химического состава,;: С 2,5 - 3,5; Я1,5; Мп 0,7 в индукционной электропечи изшихты предлагаемого состава и за его пределами, Для получения высокопрочного чугуна расплав в ковше модифицировали,Из выплавленного чугуна получали отливки в песчано-глинистых формах, которыеиспытывали на механические свойства и 40микроструктуру,Результаты исследований приведены втабл. 1. Наилучшие свойства чугуна достигались при использовании шихты предлагаемого состава (7 - 9, табл. 1), при этом обеспечивались марки серого чугуна СЧ 32- СЧ 35 и марки высокопрочного чугуна ВЧ 75- ВЧ 85. При. выплавке чугуна с использованием .шихты запредельного состава (6 и 10, табл. 1) его свойства были ниже, чем при использовании шихты предлагаемого состава, При использовании шихты предлагаемого состава стоимость 1 т чугуна ниже, чем при использовании известной шихты (1 - 5, табл. 1).Для определения оптимальной зернистости науглероживателя выплавляли синтетический чугун с содержанием углерода 3; (табл, 2),Наилучшие свойства чугуна, наибольшая степень усвоения науглероживателя и наименьшая стоимость чугуна обеспечиваются при использовании науглероживателя зернистостью 3-30 мм,Формула изобретения Шихта для получения синтетического чугуна в электропечах, содержащая железо- содержащий материал и науглероживатель, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и снижения его стоимости, в качестве железо/содержащего материала применяют стальную стружку россыпью, а в качестве науглероживателя - отходы производства графитированных электродов электросталеплавильных печей зернистостью 3 - 30 мм при следующем соотношении компонентов,мас.ф: Стальная стружка россыпью 96,5-97,5Отходы производстваграфитированных электродовэлектросталеплавильныхпечей зернистостью 3 - 30 мм 2,5 - 3,51752777 Табл и 9 а 1 Состав шихты, мзс.Ф Средняястоимость1 тшихты,руб Марки полученного чугуна с максимальнымисвойствами Шихта Зелеэоуглеродистые иеталлоотходы Науглероживатель Электродный графит в том числе всего Высоко- прочный Стружкастальная россыпьш Лом чугунныйкусковой Лоистальнойуглеро"дистыйкусковой Отходытрансфориаторногожелеза Серый ВЧ 40 ВЧ 50 ВЧ 60 ВЧ 70 ВЧ 75 30 О 96,5 282 17,8 98,5 97;О 96,.5 98,2 97,2 68,527,0 г 56,4 54,4 54,2 52,9 52,8 1,5 3,0 1,8 2,2 СЧ 21 СЧ 25 СЧ 28 70 80 4,5 СЧ 25 .3,5 . СЧ 33 3,0 СЧ 35 2,5 СЧ 322,0 СЧ 20 95,5 96,5 97,097,5 98,0 25,5Ф 70 96,5 97,0 97,5 98,0 35,6 31,3 31,0 30,9 ВЧ 50 ВЧ 75 ВЧ 80 ВЧ 75 ВЧ 45М Таблица 2 Стоимостьнауглероживателя на1 т шихты,руб,Науглероживатель Расход науглерожиаателя разной фракцииь на 1 т шихты, длл достижения содержанид углерода в чугуне 33 Отклонение содержания углерода от заданного,Тнп наугле- роживания 0,1-50 мм 3-30 ми 0,1-3 ми 10-50 мм Известный1 Каменный уголь 7 6 Кокс Графитированныйкоксик 54,54,0 25205 Электрод. графит 5,5 Предлагаемым 3,3 Отходы производства графитированныхэлектродов Для зернистости 3-30 им. Редактор В.Петраш Заказ 2734 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 МИзвестная1235Лредлага"еиая8910 Отходы производства гра- фитированных электро" дов зерни стостью 3-30 мм Составитель ИКульбовскийТехред М,Моргентал Корректор О.Юрковецкая