Брикет для плавки чугуна в вагранке

(22) Заявлено 160179 (21) 2713260/22-02 Г 27 В 1/00 с присоединением заявкм Ио Государственный омнтет СССР но дедам нЗобретеннй н открытнй(71) Заявмтель Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) БРИКЕТ ДЛЯ ПЛАВКИ ЧУГУНА В ВАГРАНКЕ 0 1Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения чугуна в вагранке.Иэ известных брикетов для плавки 5 чугуна в вагранке наиболее близок к предлагаемомоу составу брикет, который содержит, вес.Ъ:Коксовая мелочь , 15-35Связующее в видецемента 8-25Окись железа До 25Отходы чугуна истали небольшихгабаритов Остальное 111 15Известный брикет не обеспечивает высоких механических свойств отливок и получения стабильного химического состава чугуна. При этом плавка указанных брикетов сопровождается сниже нием производительности вагранки. Это связано с обильным шлакообразованием и ухудшением десульфурирующей способности шлака вследствие перехода в шлаковую фазу цемента и час ти окислов желеэа. Трудно контролируемый и непостоянный химический состав отходов чугуна и стали, повышенный угар железа, углерода, кремния и марганца в процессе плавки 30 брикетов затрудняет получение стабильного химического состава и свойств чугунного литья,Целью изобретения является повышение производительности вагранки и механических свойств отливок.Для достижения укаэанной цели в состав брикета дополнительно вводят ферросплавы кремния и марганца, известняк, а в качестве связующего и железосодержащего компонента используют соответственно жидкое стекло и науглероженные мет:.: .лиэованные ока тиши, содержащие 2-5 углерода, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:Жидкое стекло 8-15Известняк 2-5Коксовая мелочь 10-40Ферросплавы кремния и марганца 5-20Науглероженныеи металлизованные окатыши ОстальноеПрименение в качестве связующего жидкого стекла позволяет получить высокую прочность брикетов при комнатных и повышенных температурах вплоть до расплавления основы брикетов 11150-1200 С). После расплавлеГеОнемет Цемент 12 50 55 60 Окатыши - ос- тальное Жидкоестекло 12 Окатыши - ос- тальное ния брикетов жидкое стекло, переходя в шлак, обеспечивает его повышенную жидкотекучесть и десульфурирующую способность за счет наличия в нем активных окислов натрия. Использование в составе брикетов науглероженных металлизованных окатышей,. содержащих 2-5 углерода, совместно с восстановителем - коксовой мелочью способствует защите окатышей от окисления при опускании их по шахте вагранки. Наличие в окатышах углерода позволяет довосстановить окислы железа, содержащиеся в них, причем жидкое стекло интенсифицирует процесс довосстановления окислов, способствуя более полному протеканию процесса восстановления за счет активации начальной стадии редукции двуокиси углерода коксом, Дополнительный ввод в состав брикета известняка препятствует насыщению железосодержащего компонента от эавалочного окна до зоны плавления. К тому же следует добавить, что известняк повышает прочность брикетов при высоких температурах за счет дополнительного химического твердения жидкого стекла, выделяющимся при разложении известняка углекислым газом.В табл. 1 приведены результаты испытаний брикетов с известным и предлагаемым связующими при непрерывном плавном нагреве в ваграночной атмосфере от 20 до 1100 фС в течение 40 мин. Испытанию подвергались металлизованные окатыши, содержащие 71 Геет ,15 Ге 0, 3 углерода,Т а б л и ц а 1Влияние состава брикетов напроцесс довосстановления окислов железа, содержащихсяв окатышах Состав железосодерСостав брикетажащего компонентавес. :после испытаний,вес. Коксовая,Состав железосодер,жащего компонента после испытаний,вес. Как следует из табл, 1, введение в состав брикета известняка и жидкого стекла способствует практически полному довосстановлению окислов железа, содержащихся в окатышах. При этом исключается насыщение их серой из коксовой мелочи.Применение в качестве железосодержащего компонента науглероженных металлизованных окатышей позволяет по сравнению с известными (смесь окислов железа и отходов чугуна и стали) значительно снизить содержание вредных примесей в чугуне и повысить механические свойства отливок. Введение в состав брикета Ферросплавов кремния и марганца со-кращает на 15-30 угар данных элементов по сравнению с известным вариантом введения их в шихту в виде кусков ферросплавов, Укаэанное обстоятельство, а также строгое постоянство химического и гранулометрического состава металлизованных окатышей способствует стабилизации химического состава выплавляемого в вагранке чугуна с использованием в шихте предлагаемых брикетов. Вследствие практически полного довосстановления окислов железа,высокой жидкоподвижности шлака,повышенной химической активности коксовой мелочи и ее эффективного использования в процессе сгорания в кислородной зоне вагранки температура жидкого металла и производительность вагранки возрастает по сравнению с вариантом использования в шихте одинакового количества брикетов известного состава.Пределы содержания компонентов определены исходя иэ следующих соображений. Нижний предел содержания жидкого стекла (8) определяется исходя иэ получения достаточной прочности брикетов, а при увеличении добавки жидкого стекла свыше 15 значительно возрастает количество,100 0,12 38 18 190 10 Отходычугуна истали - остальное Жидкое стекло Известняк Коксоваямелочь 195 0,09 42 21 120 10 Ферросплавы кремния и марганца 2 Науглероженные металлизованные окатыши - остальное Жидкое стекло 12 Известняк шлака, и снижается прочность брикета. Минимальная величина добавки коксовой мелочи определена из. необходимости полного довосстановления. окислов железа, а максимальная (40)- иэ условия прочности брикетов, Количество Ферросплавов(2-5) лимитируется требуемым содержанием кремния и марганца в выплавляемом чугуне,П Р и м е р. Брикеты для плавки чугуна изготавливались прессованием под удельным давлением 100-150 кг/см из предварительно приготовленной в катковых бегунах смеси ингредиентов. После прессования брикеты подвергались упрочнению в процессе тепловой обработки при температуре 220-240 С в течение 20-30 мин. Приготовленные брикеты вводились в ваграночную шихту в количестве 30 от веса шихты при плавке чугуна с целью замены части кокса и стального лома.Полученные сравнительные результаты приведены в табл. 2, где 1 - известный состав, 2-4 - предлагаемые составы. Как видно из табл. 2, введение всостав брикета науглероенных металлизованных окатышей, жидкого стекла, известняка и Ферросплавов кремния и марганца способствует существенному повышению производительностивагранки и механических свойств выплавляемого чугуна. При этом снижа ется содержание серы и других вредных примесей в сплаве и повышаетсястабильность химического составаотливок.Производительность вагранки(Впо сравнению с известнымвариантом) Содержаниесерыв чугуне,вес.Ъ Ингредиенты, вес.Ъ пределтверпрочности дость, кг/мм" кг/мм Гоксоваямелочь 20,125 41,5 20 190 0,08 ферросплавыкремния имарганца 3,5 Науглероженные металлизованные окатыши - остальное Жидкое стекло 15 Известняк Коксоваямелочь 41 20 187 40 115 0,07 Ферросплавыкремния имарганца 5-20 ВНИИПИ Заказ 7708/53 Тираж 671 Подписное филиал ППППатент , г.ужгород, ул.Проектная, 4, Науглероженные металлиэованные окатыши - остальноеОптимальный состав брикетов,вес.%: Жидкое стекло 12 .Известняк 3 Коксовая мелочь 20 ферросплавыкремния и марганца 3-4 Науглероженныеметаллиэованныеокатыши, содержащие2-5 углерода ОстальноеТехнология изготовления предлагаемого брикета заключается в перемешивании компонентов, брикетировании под удельной нагрузкой 100- 150 кг/см и тепловой обработке в течение 20-40 мин при 220-240 С.Укаэанйые брикеты могут дозироваться в вагранку с помощью весовых и объемных дозаторов в количестве от 5 до 40 от веса металлозавалки.Формула изобретенияБрикет для плавки чугуна в вагранке, включающий коксовую мелочь, связующее и железосодержащий компонент,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностивагранки и механических свойств отливок, в состав брикета дополнительно вводят Ферросплавы кремния и марганца и известняк, а в качестве связующего и железосодержащего компонен 45 та используют соответственно жидкоестекло и науглероженные металлиэованные окатыши, содержащие 2-5 углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес,Ъ:50 Жидкое стекло 8-15Известняк 2-5Коксовая мелочь 10-40Ферросплавы кремния и марганца55 Науглероженныеметаллиэованныеокатыши ОстальноеИсточники информации,, принятые во внимание при экспертизе1. Патент СМА Р 4063944,кл.75-256,опублик. 1978.