Шлакообразующая смесь для плавки чугуна

Авторы патента:

Коровин Валерий Александрович (RU)

Леушин Игорь Олегович (RU)

Курилина Татьяна Дмитриевна (RU)

Смирнова Наталья Александровна (RU)

C21C1/08 - получение литейного чугуна

Владельцы патента RU 2576967:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева", НГТУ (RU)
Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ") (RU)

Изобретение относится к области металлургии. Шлакообразующая смесь содержит, мас. %: известняк 70-75 и шлам от закалочных баков 30-25. Обеспечивается снижение содержания серы в выпускаемом чугуне и увеличение металлической составляющей. 1 табл.

Известен шлакообразуюший материал, применяемый при плавке чугуна в вагранке - известняк [1].

Известна шлакообразующая смесь для разливки стали [2], отличающаяся возможностью использования исходных компонентов с повышенным содержанием оксидов Fe и содержащая, мас.%: СаО 10-35, SiO₂ 10-40, Al₂O₃ до 12, MgO до 4, MnO до 4, В₂O₃ до 6, Na₂O+K₂O+Li₂O 4-15, С_своб 2-12, FeO до 3, F 6-10.

Известна шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [3]. Состав смеси, мас.%: графит 15-25, нефелин 15-25, силикатная глыба 20-35, торфяная мука 2-10, отвальный шлак ферросплавного производства - остальное. Шлакообразующая смесь обеспечивает качественную поверхность непрерывнолитой заготовки при низких скоростях разливки. Однако основное назначение смеси - создание теплоизолирующего эффекта.

Известна шлакообразующая смесь [4] для разливки стали, которая содержит графит, силикатную глыбу, плавиковый шпат и отвальный шлак ферросплавного производства. Кроме того, она дополнительно содержит рисовую лузгу при следующем соотношении компонентов, мас.%: графит - 12-20; силикатная глыба - 10-20; плавиковый шпат - 10-20; рисовая лузга - 0,5-5; отвальный шлак ферросплавного производства - остальное.

Особенностью вышеперечисленных шлакообразующих смесей является наличие относительно небольшого процента железосодержащих компонентов.

При плавке в вагранке [1] в топливе содержится зола, которая в значительной степени состоит из кременекислоты и глинозема. Сумма этих веществ в золе кокса составляет 60-65%. Вместе с литниками и бракованным литьем в вагранку попадает формовочный песок, иногда в виде целых стержней в полных отливках. Главную массу в песке составляет кремнекислота и глинозем. Под действием высокой температуры и шлака в шахте вагранки разъедается футеровка, которая состоит также из 65-70% кремнекислоты и 30-35% глинозема, что в итоге попадает в шлак. Шлак при высоком проценте указанных веществ иметь плохие технологические свойства. Снижение температуры плавления, и вместе с этим, вязкости шлака может быть достигнуто, если в шлак ввести основное соединение - окись кальция, которая содержится в известняке. Кроме того, при высоком проценте кремнекислоты в шлаке последний становиться густым и тягучим, и фурмы могут ошлаковаться, следовательно, плавка замедлится, а в металле возрастет содержание серы.

Техническим результатом заявляемого изобретения является: повышение производительности вагранки, снижение содержания серы в металле.

Решаемая задача - повышение эффективности шлаковой смеси, утилизации промышленных отходов, повышение ресурсосбережения в области литейного производства.

Указанный технический результат достигается тем, что шлаковая смесь, содержащая известняк, дополнительно содержит шлам от закалочных баков при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известняк	70-75
Шлам от закалочных баков	30-25

Указанная шлаковая смесь может быть использована для повышения производительности вагранки и снижения содержания серы в выпускаемом металле (см. таблицу).

Снижение содержания известняка и шлама от закалочных баков менее 70 и 25% соответственно ведет к преобладанию кремнекислоты в шлаке и ухудшению его свойств, и, как следствие, плавка идет медленнее и десульфурация замедляется. Повышение содержания известняка и шлака от закалочных баков более 75 и 30% соответственно ведет к увеличению расхода топлива.

Основные составляющие шлама от закалочных баков - окалина железа и карбонат натрия 80 и 6% соответственно. В отличие от аналогов, шлам закалочных баков содержит значительное количество железосодержащего компонента. При введении шлама в качестве шлакообразующей добавки в завалку при плавке чугуна в вагранке происходит восстановление железа и значит увеличение выпуска чугуна, т.е. увеличение производительности, и, кроме того, натрий образует соединение с серой, десульфурируя расплав, способствует снижению содержания серы в выпускаемом чугуне.

Таким образом, введение шлаковой смеси, состоящей из известняка и шлама закалочных баков, ведет к снижению содержания серы в чугуне и увеличению металлической составляющей посредством извлечения железа из оксида, входящего в отход термических цехов.

Пример осуществления: при плавке чугуна в вагранке шлакообразующая смесь загружается на топливо в центр бадьи лопатой, измеряется по объему. Порция смеси на коксовую калошу составляет 30-40% от веса кокса. Размер кусков шлакообразующей смеси не должен превышать 40 мм. Плавка чугуна осуществлялась в вагранке производительностью 3 т/час.

Источники информации

1. Соколов А.Н. Плавка чугуна в вагранке / Н.А. Соколов, А.И. Габерцеттель // 1950. - Машгиз, 179 с.

2. Патент RU 2245756 Шлакообразующая смесь для разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/243/2430808.html, свободный.

3. Патент RU 2148470 Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://findpatent.ru/patent/243/2430808.html, свободный.

4. Патент РФ 2145266 Шлакообразующая смесь для непрерывной разливки стали [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ru-patent.info/21/45-49/2145266.html, свободный.

Шлакообразующая смесь для плавки чугуна, содержащая известняк и железосодержащий компонент, отличающаяся тем, что в качестве железосодержащего компонента она содержит шлам от закалочных баков при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известняк	70-75
Шлам от закалочных баков	30-25

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении, автомобиле- и тракторостроении при производстве отливок из серого чугуна с пластинчатой формой графита.

Лигатура для производства отливок из серого чугуна // 2529148

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в машиностроении и тракторостроении при производстве отливок из серого чугуна с перлитной структурой металлической основы.

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя // 2494152

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в электродуговых, индукционных печах или в газовых вагранках с копильником осуществляют перегрев расплава при температуре выше температуры ликвидуса на 10…400°С и используют науглероживатель с расположенными на его поверхности наноструктурированными частицами графита с размером 0,00001…0,01 мкм и в количестве 0,0001-0,01%, обеспечивающем образование заданной концентрации центров зарождения графитной фазы.

Способ обработки расплава чугуна // 2458995

Изобретение относится к металлургии. .

Улучшенный способ получения ковкого чугуна // 2426796

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению ковкого чугуна. .

Способ получения отливок из износостойкого белого чугуна // 2412780

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению отливок из белого чугуна, используемых в качестве деталей, стойких к истиранию, например мелющих тел шаровых мельниц, износостойкой футеровки, сменных деталей нефтегазодобывающего оборудования.

Способ ваграночной плавки на тощих углях // 2407804

Изобретение относится к литейному производству и производству минераловатных изделий. .

Модификатор для серого чугуна // 2404277

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам модификаторов, используемых в производстве серого чугуна. .

Порошковая проволока для внепечной обработки расплавов на основе железа (варианты) // 2396359

Изобретение относится к области металлургии и предназначено для десульфурации и модифицирования железоуглеродистого расплава для изготовления изделий из серого чугуна, а также чугуна с графитом шаровидной и вермикулярной формы.

Науглероживатель // 2380428

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для корректировки состава чугуна и стали по содержанию углерода, используемых в литейном и сталеплавильном производстве.

Способ получения дроби из чугуна посредством переработки стальной стружки // 2614227

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению чугунной дроби. Стальную стружку смешивают с графитом, смесь размещают в отверстиях фильеры и нагревают в печи до температуры 1150-1200°С, обеспечивают науглероживание стали с превращением ее в чугун, расплавляют чугун, а затем проводят охлаждение его в воде с получением дроби. Обеспечивается переработка стальной стружки с получением дроби со структурой белого чугуна. 2 ил., 1 пр.

Лигатура для обработки чугуна // 2618956

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам лигатуры, которая может быть использована в производстве чугуна. Лигатура, мас. %: алюминий 6,0-9,0, кремний 6,0-9,0, гафний 21,0-23,0, бор 0,2-0,3, углерод 0,5-1,5, рутений 0,5-1,5, кобальт 26,0-30,0, железо остальное. Изобретение позволяет повысить прочность чугуна. 1 табл.

Способ графитизирующего модифицирования чугуна // 2620206

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к графитизирующему модифицированию, и может быть использовано в литейном производстве. В способе осуществляют выпуск чугуна из плавильного агрегата в ковш и подачу в ковш модификатора в процессе выпуска чугуна. В качестве модификатора используют комплексную смесь в количестве 0,15-0,5% от массы расплава чугуна, состоящую из углеродсодержащего и карбидкремниевого материалов, при этом в качестве карбидкремниевого материала комплексная смесь содержит карбид кремния с содержанием SiC 70-99 мас.% в количестве не менее 65 мас.%, а в качестве углеродсодержащего материала - графит искусственный с содержанием серы менее 0,05% в количестве не более 35 мас.%. Изобретение позволяет повысить стабильность качества отливок и их механические свойства, снизить отбел и твердость отливок из чугуна при снижении себестоимости внепечной обработки чугуна, а также повысить “живучесть” модифицирующего эффекта и общую графитизирующую способность модификатора. 1 табл., 4 пр.

Компактированный реагент для обработки валкового расплава // 2625379

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для внепечной обработки высоколегированного чугуна для рабочего слоя центробежнолитых валков. Компактированный реагент содержит, мас. %: карбид кальция 20-30, кальцинированную соду 10-15, плавиковый шпат 15-30, магниевую лигатуру остальное. В качестве магниевой лигатуры используют сплав, содержащий 50% кремния, 10% кальция, 10% магния, железо остальное. Изобретение позволяет получить высоколегированный чугун с минимальными показателями содержания серы в его составе, неметаллических включений, с однородной структурой и свойствами, что гарантирует повышение эксплуатационных показателей валков в среднем на 20%. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Модификатор // 2631930

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для модифицирования отливок из ковкого чугуна. Модификатор содержит смесь порошков, мас. %: карбида кремния 30-40; алюминия 20-30; карбида бора остальное. Изобретение обеспечивает усиление модифицирующего эффекта и повышение механических свойств изделий из ковкого чугуна. 2 табл.

Способ получения чугунных мелющих тел // 2634535

Изобретение относится к производству чугунных изделий, в частности к получению чугунных мелющих тел, и может быть использовано для утилизации отходов медеплавильного производства. Способ включает подготовку шихты, содержащей в своем составе отходы медеплавильного производства, ее плавление с получением чугуна, разливку его в формы и извлечение из них чугунных отливок в виде мелющих тел. В качестве исходных материалов шихты используют смесь из шлака от медеплавильного производства, содержащего медь от 0,7 до 2,4%, и углеродистого восстановителя, из полученной массы изготавливают окатыши, которые высушивают и обжигают в восстановительной среде до получения металлизированных окатышей, которые загружают в дуговую печь и плавят с получением чугуна. Изобретение позволяет снизить стоимость изготовления мелющих шаров из чугуна, содержащего серу в количестве до 2%, при обеспечении их высокой износостойкости. 2 пр., 2 табл.

Псевдолигатура // 2639186

Изобретение относится к металлургии, а именно к модификаторам и лигатурам, используемым при производстве серого и высокопрочного чугунов. Модифицирующий брикет для чугуна содержит шлам соляных ванн закалочных баков и алюминий в виде стружки при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий в виде стружки 40-30, шлам соляных ванн закалочных баков 60-70, при этом шлам содержит карбонат бария в количестве 36-38%, хлористого калия, хлорида натрия и хлорида магния по 10% и окись магния в количестве 0,5%. Изобретение позволяет повысить физико-механические свойства металла и расширить возможность утилизации техногенных отходов. 1 табл.