Способ получения чугуна в вагранке

Номер патента: 1092184

Авторы: Климов, Соболев, Столповский

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1511 С 21 С 1/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Липецкий политехнический институт и Липецкий металлургический завод "Свободный сокол"(56) 1, Пивоварский Е. Высококачест венный чугун. И., 1965, т.2, с. 959.2. Авторское свидетельство СССР В 832282, кл, Р 27 В 1/08, 1979, (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА В ЗАГРАНКЕ, включающий ввод в вагранку металлошихты, кокса, флюса в количестве 3-6 Х от веса метаплошихты, содержащего известняк и шлак от произ-,водства марганцевых ферросплавов с последующим их нагревоми расплавлением, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации химического состава .чугуна и повышения качества отливок, одновременно со шлаком от производства марганцевых ферросплавов и известняком в вагранку вводят шлак от производства ферросилиция, причем шлак от производства марганцевых ферросплавов загружается с коксом, известняк и шлак от производства ферросилиция - с металлошихтой, а соотношение шлака от производства марганцевых ферросплавов, известняка и шлака от производства ферросилиция 3 составляет 1:(3-5):(2-6) соответственно.Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению чугуна в ваграночных печах.Известен способ получения чугуна в ваграночных печах с использованием. 5 нввестнкка в качестве отвеса 1,Недостатками этого способа являются расход тепла на разложение известняка, позднее шлакообразование, повышенный угар (" 20%) кремния и 1 О марганца, повышенные требования ккачеству известняка по содержанию вредных примесей.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности,и достигаемому эффекту является способ получения чугуна в вагранке, включающий ввод металлошихты, кокса и флюса, содержащего известняк и шлак от производства марганцевых ферросплавов, в количестве 3-6% от веса металло"шихты 12.Недостатком указанного способа является низкое качество отливок,25 получаемых при заливке чугуна в водо охлаждаемый кокиль. В частности, это проявляется в высоком. уровне брака чугунных труб по поперечным микротре. щинам из-за дестабилизации температуры и состава чугуна по марганцу иЗО кремнию, возникающей при использовании в качестве флюса шлака от проиэвод-.т ства марганцевых ферросплавов. Цель изобретения - стабилизацияхимического состава чугуна и повышение качества отливок,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения чугуна4 Ов вагранке, включающему ввод в вагранку металлошихты, кокса, флюса вколичестве 3-6% от веса металлошихты,содержащего известняк и шлак от производства марганцевых Ферросплавов с45последующим их нагревом н расплавлением, одновременно со шлаком от про/иэводства марганцевых ферросплавов низвестняком в вагранку вводят шлакот производства ферросилиция, причемшлак от производства марганцевых фер Оросплавов загружается с.коксом, известняк и шлак от производства ферросилиция - с металлошихтой, а соотношение шлака от производства марганцевых ферросплавов, известняка ишлака от производства Ферросилициясоставляет 1:(3-5)е(2-6) соответственно. Состав шлаков от производства фер.росилиция и марганцевых феррасплавовприведен в табл.1.Порядок ввода составляющих флюсав вагранку и соотношение компонентоввыбраны с целью повышения качестваотливок за счет стабилизации химического состава чугуна по марганцу икремнию, его рафинирования образующимися легкоплавкими жидкоподвижнымиваграночными шлаками, повышения температуры чугуна и уменьшения содержания в нем серы.При загрузке в вагранку шлака отпроизводства ферросилиция и известняка вместе с металлошихтой быстроформируется легкоплавкий жидкоподвижный шлак, хорошо смачивающий поверхность еще твердой металлошихты,Формирование такого шлака происходитблагодаря образованию многокомпонентных легкоплавких соединений. Жидкийшлак предохраняет поверхность чугунаот окисления, что ведет к снижениюугара кремния, марганца и железа.Кроме этого, глинозем, содержащийсяв шлаке от производства ферросилицияспособствует восстановлению окисловмарганца и кремния, Эти факторы приводят к стабилизации состава чугунапо марганцу и кремнию. После расплавления металлошихты шлак рафинируетжидкий металл, очищая его от неме"таллических включений и газов. Приокислении углерода и разложениикарбида кремния, содержащихся вшлаке от производства Ферросилициявыделяется значительное количествотеплав что позволяет снизить расходкокса или повысить температуру чугуна. Оба эти фактора способствуютснижению содержания серы в чугуне,так как кокс является основным ееисточником, а повышение температурыувеличивает обессеривающую способность шлаков. Ферросилиций, содержащийся в шлаке от производства ферросилиция, усваивается чугуном. Стабилизация состава чугуна по марганцуи кремнию, рафинирование металла,повышение его температуры и снижениесодержания серы приводят к повышениюкачества отливок, в частности куменьшению брака по поперечным микротрещинам при литье чугунных труб вводоохлаждаемый кокильЕсли шлак от производства Ферросилиция и известняк загружать вместе3 1092 с коксом, то положительный эффект не, достигается гак как в этом случае жидкий шлак, смачивая поверхность кусков кокса, препятствует его активному горению, что нарушает нормальный ход плавки.Шпак от производства марганцевых ферросплавов норошо ассимилирует серу .кокса, поэтому загружается в вагранку вместе с топливной колошей, После 10 расплавления шлак от производства марганцевых ферросплавов довольно вязок и не препятствует горению кока однако благодаря высокому содержайию СаО и Мп он хорошо связывает 15 серу из золы кокса, препятствуя ее переходу в металл. По мере схода шихд ты шлак от производства марганцевых ферросплавов присоединяет золу кокса, и смешивается со шлаком, образовавшим 20 ся из известняка и шлака от производства ферросилиция, формируя конечный легкоплавкий ваграночный шлак, обладающий высокой рафинирующей способностью, 25Загрузка шлака от производства марганцевых ферросплавов вместе с металлошихтой приводит к повышению содержания серы в чугуне, что снижает качество отливок. ф ЗО В табл,2 и 3 приведены примерыреализации предлагаемого способа.Выплавку:чугуна производят в вагранках производительностью 30 т/ч, 35 работающих на холодном дутье с расий ходом воздуха 90-140 нм 5/мин на 1 м сечения вагранки. Средний химическийсостав чугуна,: С 3,4-3,8; Яд 1,5- 2,2;.Мп 0,50-0,90; Р 0,3-0,5; БО,1 40 Средний расход кокса 123 кг на 1 т жидкого чугуна. Вес металлической, колоши 3100 кг, вес топливной колоши 350 кг.,уЧугунные раструбные напорные трубы 45 диаметром 100 н 150 мм отливают в стальной водоохлаждаемый кокиль центробежным способом на машине ЛНА. Для снятия отбела и внутренних напряжений все отлитые трубы подвергают 50 ся высокотемпературному графитизирующему отжигу в проходной отжигательной печи конвейерного типа, работающей на природном газе. Длительность отжига 30-35 мин, температура в зоне 55 подогрева 900-980 С, в зоне выдержки 850-900 С, После отжига и очистки трубы проходят гидравлические испыта 184 4ния под давлением 2,45-4,12 ИПа взависимости от класса труб.Для определения оптимального порядказагрузки составляющих флюса былоопробовано восемь возможных вариантонх загрузки (опыты 2-9, табл.2),При выплавке чугуна по прототипусоотношение количества шлака от производства марганцевых ферросплавови известняка взято равным среднему1:1,38, а их суммарное количествосоставляет 4,5% от веса .металлошихты.Шпак от производства марганцевыхФерросплавов и известняк загружаютвместе с металлошихтой,При выплавке чугуна по предлагаемому способу,. соотношение количествшпака от производства марганцевыхферросплавов, известняка и шлака отпроизводства Ферросилиция (опыты2-9, табл,2) взято 1;4:4 соответст-.,венно; а их суммарное количествосоставляет 4,5 от веса металлошихты.При выплавке чугуна по предлагае-мому способу с загрузкой известняка,шпака от производства ферросилиция ишлака от производства марганцевыхферросплавов с металлошихтой (опыт 2)как в прототипе (опыт 1) значительносдается брак труб, а температурачугуна остается практически на томже уровне, Оптимальным "вариантом загрузки является ввод известняка ишлака от производства ферросилиция сметаллошихтой, а шлака от производства марганцевых Ферросплавов - с коксом (опыт 5). В этом случае брак трубминимален, в 8,4 раза меньше, чемпри выплавке чугуна по прототипу.В табл.З приведены данные о влияч.нии соотношения количеств шлака отпроизводства марганцевых ферросплавов, известняка и шлака от производства ферросилиция во флюсе на качество труб, температуру чугуна исодержание в нем серы.При осуществлении данного способавыплавки чугуна (опыты 1-11, габл.З)загрузка шлака от производства мар-.ганцевых ферросплавов производитсявместе с коксом, а шлака от производства ферросилиция и известняка - сметаллошихтой. Для получения сопоставимых данных при реализации способа:выплавки чугуна по прототипу (опыт12, табл.З) загрузку шлака от производства марганцевых ферросплавовпроизводят с коксом, а известняка -с металлошихтой. Общее количествофлюса составляет 4,5 Е от веса металлозавалки,Как следует иэ приведенных в,табл.З данных наилучшие результаты 5дали опыты 2,5,6,9,19, в которыхсоотношение компонентов флюса соответствует величине 1:(3-5);(2-6),являющейся оптимальной, При расходешлака от производства марганцевыхФерросплавов меньше оптимального(опыт 1) увеличивается содержаниесеры в жидком чугуне, так как меньшееее количество ассимилируется шлаком.Повьнпение содержания серы в чугуне 15приводит к увеличению брака труб.При расходе шлака от производствамарганцевых Ферросплавов вьппе оптимального (опыт 3) не происходитдальнейшего уменьшения содержания 20серы в чугуне, но при этом наблюда-.ется зарастание футеровки вагранкив зоне фурм, что ведет к нарушениюрежима дутья и является Фактором,понижающим температуру. Снижение тем-пературы ведет к возрастанию бракатруб егПри расходе известняка меньшеоптимального количества (опыт 4)в вагранке образуется вязкий трудно- ЗОудаляемьв": шлак с низкой рафинирующейспособностью. Ухудшение рафинированияметалла приводит к возрастанию бракатруб, При расходе известняка вышеоптимального (опыт 7) не происходит Зснижения брака по сравнению с планками с количеством известняка в пре-,делах оптимума, но вследствие большего расхода тепла на разложение известняка несколько снижается темпера тура чугуна,Расход шпака от производства ферросилиция ниже оптимального количества (опыт 8) не позволяет получитьваграночный шлак с высокой рафинирующей способностью и увеличить температуру чугуна, что приводит к возрас"танию брака труб, Если расход шлакаот производства Ферросилиция вышеоптимального (опыт 11), то снижается 50стойкость футеровки вагранки, а дальнейшего понижения брака труб не на-гблюдается, Таблица 1 1Компонент Содержание, вес.й, вшлаке от производства Ферросили- марганцевых ция ферросплавов 81 С 9-17 А 1 0 13-20 СаО 11-22 3"8 15-45 0,6-1,424-333,5-4,5 1-5 ИяоБх 02С 30-50 1-3 РеО 10-20 ИпО,и)Здж До 10 В виде включений ферросплава. Как видно из табл.З (опыт 12), при изготовлечии труб из чугуна, выплавленного по прототипу, их брак - существенно возрастает из-эа снижения температуры чугуна и ухудшения рафинирующей способности ваграночного шлака.Результаты химического анализа чугуна, который проводится через каждые 4 ч в ходе 5-суточной вагра- ночной плавки, показывают увеличение стабильности содержания марганца и кремния по сравнению с прототипом, Так, при плавке по прототипу дисперсии концентраций кремния и марганца в чугуне соответственно. равны 0,041 и 0,0032, а при выплавке чугуна по предлагаемому способу - 0,023 и 0,0017. Стабилизация содержания марганца и кремния в чугуне позволяет зафиксировать брак литья на низком уровне.Использование предлагаемого способа позволяет снизить брак литья на 0,743. Экономический эффект от использования изобретения составит 132448 руб/год.8Таблица 2 1092,184Брактруб,Е Опыты Йзвестняк Шлак производства ферросилиция а мюш,метал- кокс лошихметалта лоших- кокс та окс ло ототип 0,84 3 Заявляемый спосо 1375 3 3 4 70 25 5 139 1345 133 1370 б л и ц а,3 1395 0,08 0,7,О Порядок загрузки составляющих флюса Шлак производствамарганцевыхферро- сплавов Температура чугуна на. желобе,оО 0 75 0,10 0,57 0,44 0,71 0,27%Ъ)Снижение стойкости футеровки. Составитель Е.НоткинРедактор Л.Авраменко Техред Т.Маточка Корректор О,Билака ЧФ мЭа еФЗаказ 3209/17 Тираж 540 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРао делам изобретений и открытий113035, Москва-, Ж, Раушская .наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1 ):4:6,512 Прототйп 1390 0,045 0,11 о 1390 0,045 0,11 1350 0,055 0,90

Смотреть

Заявка

3560794, 09.03.1983

ЛИПЕЦКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, ЛИПЕЦКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД "СВОБОДНЫЙ СОКОЛ"

СОБОЛЕВ БОРИС МОИСЕЕВИЧ, СТОЛПОВСКИЙ БОРИС АНДРЕЕВИЧ, СОБОЛЕВ ВИКТОР БОРИСОВИЧ, КЛИМОВ БОРИС ПЕТРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: C21C 1/08

Метки: вагранке, чугуна

Опубликовано: 15.05.1984

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1092184-sposob-polucheniya-chuguna-v-vagranke.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения чугуна в вагранке</a>

Похожие патенты