Брикет для металлургического передела

Изобретение относится к металлургии. Брикет содержит углеродосодержащее вещество и железосодержащий материал, включающий чугунную и стальную стружку, оксиды железа, известковую пыль и пыль системы вентиляции электродуговых печей в качестве источника оксидов железа. Соотношение компонентов в брикете следующее, мас.%: углеродосодержащее вещество - 10-15; известковая пыль - 5-10; железосодержащий материал - остальное, при этом содержание в нем пыли системы вентиляции электродуговых печей составляет 10-15%. В железосодержащем материале количество чугунной и стальной стружки взято в соотношении 1:1. Технический результат - снижение количества шлака при плавке и повышение качества корректировки состава выплавляемого чугуна. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, конкретно, к подготовке материалов для выплавки чугуна и стали, и может быть использовано при получении жидкого чугуна и жидкой стали для производства отливок различного назначения.

Известен способ брикетирования металлургической стружки, включающий ее дробление для получения двух фракций элементов стружки различных длин, их смешивание, мойку в водном растворе лабомида, сушку и уплотнение в пресс-форме, отличающийся тем, что длины элементов стружки выбирают равными 15-25 и 50-60 мм и осуществляют смешивание с весовыми соотношениями 1:1-1:5 соответственно, при этом сушку проводят при температуре 170-220ºС (пат. РФ №2146719, С22В 1/248, B22F 8/00, опубл. 20.03.2000).

Полученные этим способом брикеты имеют нестабильное качество, кроме того, приведенные длины элементов стружки и их весовое соотношение не обеспечивают их высокую сцепляемость, что влияет на качество и прочность брикетов.

Наиболее близким к заявленному является брикет для металлического передела, включающий железосодержащий материал, содержащий чугунную и стальную стружку, оксиды железа природного или промышленного происхождения, углеродосодержащее вещество в виде отходов графитовых электродов и связующее, отличающийся тем, что связующее изготовлено из смеси строительного цемента и пластифицирующей воздухововлекающей добавки - адипинового щелочного пластификатора (пат. РФ №2228377, С22В 1/242, опубл. 10.05.2004).

Использование в процессе изготовления брикетов связующего строительного цемента и адипинового щелочного пластификатора является нежелательным, т.к. при плавке эти вещества увеличивают количество шлака, при этом забирая тепло от плавки и увеличивая затраты времени плавильщика на скачивание излишнего шлака.

Задачей изобретения является получение простого по составу брикета достаточной механической прочности для производства чугуна в вагранке.

Технический результат - снижение количества шлака при плавке и корректировка состава выплавляемого чугуна за счет состав брикетов.

Это достигается тем, что в брикет для производства чугуна в вагранке, состоящий из углеродосодержащего вещества и железосодержащего материала, включающего чугунную и стальную стружку, оксиды железа, введена известковая пыль и пыль системы вентиляции электродуговых печей как источник оксидов железа при следующем соотношении компонентов в брикете, % масс.:

углеродосодержащее вещество - 10-15,

известковая пыль - 5-10,

железосодержащий материал - остальное,

при содержании в нем пыли системы вентиляции плавильных печей как источника оксидов железа 10-15% от массы железосодержащего материала.

В железосодержащем материале количество чугунной и стальной стружки взято в соотношении 1:1 при остальных материалах в брикете 1:(6,0-7,5), и при этом в железосодержащем материале присутствуют оксиды железа в виде пыли системы вентиляции от плавильных печей в количестве 10-15% от массы содержащегося вещества.

В качестве углеродосодержащего вещества брикет содержит отходы - пылевидную фракцию графитовых электродов и при вводимом количестве сера, содержащаяся в них, влияния на химический состав чугуна не окажет. При плавке чугуна в газовой вагранке остро стоит вопрос корректировки содержания углерода в чугуне, что можно сделать введением в шихту углеродосодержащего материала в составе брикета.

В составе брикета присутствует известковая пыль, что благоприятно сказывается на процессе плавки и химическом составе получаемого чугуна, т.к. в этом случае более равномерно и однородно вводится необходимый для процесса шлакообразования известняк.

Увеличение общего содержания неметаллических материалов свыше 40% технически нерационально, поскольку при этом заметно снижается механическая прочность брикетов, что не позволяет обеспечить их транспортировку к потребителю.

При наличии в брикетах оксидов железа - железосодержащий материал - в виде пыли системы вентиляции электродуговых печей и применении их в вагранке происходит восстановление оксидов до получения металлического железа. Введение пыли происходит вместе с введением углеродосодержащего вещества, известковой пыли и чугунной и стальной стружки.

Брикеты изготавливают механически прессованием на прессе MetallPress за счет присутствия в составе чугунной и стальной стружки, которые имеют пластичность, а именно стальная, за счет которой происходит сцепка компонентов и брикет приобретает прочность как минимум на уровне прочности чугуна, заложенного в виде чугунной стружки.

Для оценки предлагаемых и известных брикетов проведены серии плавок в газовой вагранке.

Пример

Компоненты металлургического брикета подаются в пресс в соотношении, указанном выше, прессуются; на выходе получается брикет достаточной прочности. Подача в вагранку осуществляется вместе с металлошихтой. Расплавление брикета происходит вместе с шихтой путем повышения температуры в вагранке. Контролируемые параметры в составе чугуна приведены в таблице 1.

Данные по составу брикетов, изготовленных по прототипу и по составу опытных партий брикетов предполагаемого состава, приведены в таблице 1.

Данные проведенных плавок с применением в шихте брикетов разного состава приведены в таблице 2.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый брикет позволяет обеспечить стабильность процесса плавки чугуна в газовой вагранке, корректировку содержания углерода в расплаве, переработку отходов и при этом повышение качества выплавляемого чугуна.

Таблица 1
Вариант	Составляющие брикетов, мас.%
Прокатная окалина	Металлоотсев ванадиевого производства	Цемент	ПАЩ	Углеродосодержащие вещества	Известковая пыль	Железосодержащий материал
Брикет по прототипу	10	50	10-18	01-0,9	5-35	-	-
Опытные брикеты 1-я партия	-	-	-	-	15,0	10,0	остальное
Опытные брикеты 2-я партия	-	-	-	-	10,0	5,0	остальное
Опытные брикеты 3-я партия	-	-	-	-	17,5	15,0	остальное
Опытные брикеты 4-я партия	-	-	-	-	7,0	3,0	остальное

Таблица 2
Вариант	Контролируемые элементы чугуна, %	Предел прочности чугуна
C	Si	Mn	σв, кг/мм2
по прототипу	Брикет ухудшает работу вагранки, снижая ее производительность при увеличении количества шлака
1	3,42	2,62	0,55	23,81
2	3,35	2,60	0,50	23,50
3	Брикет рассыпается по причине слабой прочности
4	3,12	2,50	0,50	22,0

1. Брикет для производства чугуна в вагранке, содержащий углеродосодержащее вещество и железосодержащей материал, включающий чугунную и стальную стружку, оксиды железа, отличающийся тем, что в него введена известковая пыль, а в качестве источника оксидов железа - пыль системы вентиляции электродуговых печей, при следующем соотношении компонентов в брикете, мас.%:
углеродосодержащее вещество - 10-15,
известковая пыль - 5-10,
железосодержащий материал - остальное,
при этом содержание в нем пыли системы вентиляции электродуговых печей составляет 10-15%.

2. Брикет по п.1, отличающийся тем, что в железосодержащем материале количество чугунной и стальной стружки взято в соотношении 1:1.