Шихта для получения синтетического чугуна

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении синтетического чугуна в электропечах. Шихта содержит 96,5-97,5 % стальной стружки россыпью и2,5-3,5 % отходов производства графитированных электродов сталеплавильных печей зернистостью 3-30 мм. Использование такой шихты обеспечивает получение чугуна марки СЧ35 и ВЧ80 с повышенными механическими свойствами, i. табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

Ж,, 1752777А l (si)s С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР анс м т, а гттм т::;т=-,tò.a. тЦ . лат

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4822100/02 (22) 03.05.90 (46) 07,08.92. Бюл. ¹ 29 (71) Брянский институт транспортного машиностроения (72) И.К.Гульбовский (56) Справочник по чугунному литью. — Л,:

Машиностроение, 1978, с. 204-222.

Авторское свидетельство СССР № 1018976, кл. С 21 С 1/10, 1983, Авторское свидетельство СССР

¹ 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 80%) и повышенное содержание примесей (10% фторидов натрия, кальция, магния, 8 % глинозема, 0,3% серы), что приводит к пониженному усвоению

2 (54) ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении синтетического чугуна в электропечах. Шихта содержит 96,5 — 97,5 % стальной стружки россыпью и2,5-3,5% отходов производства графитированных электродов сталеплавильныхых печей зернистостью 3 — 30 мм. Использование такой шихты обеспечивает получение чугуна марки СЧ35 и ВЧ80 с повышенными механическими свойствами. табл. из него углерода (до 85 /0), повышенному ф содержанию серы (да 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% отходов трансформаторного железа, 1, 8aaak

2,2% электродного графита, остальное— лом углеродистой стали. ы

Недостатком известной шихты является большое содержание в ней отходов трансформаторного железа, а также содержание в ней лома углеродистой стали и электродного графита.

Отходы трансформаторного жааеза со- ыаа держат 2-4% кремния, в связи с чем при их а 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 электромашинострои1752777 тельных 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 30 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 производства графитированных электродов электросталеплавильных печей зернистостью

3 30мм 2,5-3,5

Стальная стружка содержит до 0;15 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 электропечах и хорошо усваивает науглероживатель и

55 ферросплавы, 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 98% 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 2,5 содержание углерода в чугуне менее 2,14 /, 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 наиболее рациональным способом утилизации является использование их в качестве

1752777 науглероживателя для выплавки синтетического чугуна.

Использование предлагаемой шихты обеспечивает по сравнению с известными снижение стоимости чугуна за счет исполь- 5 зования железосодержащего материала минимальной стоимости в виде стальной стружки россыпью и углеродсодержащего материала в виде отходов производства графитированных электродов сталепла- 10 . вильных печей зернистостью 3-30 мм, обеспечивающей пониженный его расход; повышение свойств чугуна за счет снижения содержания в нем вредных примесей, обеспечения стабильного химического со- 15 става, внесения в него шихтой полезных легирующих элементов; сокращение транспортных расходов; обеспечение в достаточном количестве шихтой для выплавки чугуна 20 для отливок на машиностроительных заводах; снижение загрязнения внешней среды; рациональная утилизация отходов металлообработки и производства электродов для электросталеплавильных печей. 25

Готовят шихту для получения чугуна, состоящую из железосодержащего материала и науглероживателя, которая расплавляется в электропечи, после чего расплав нагревается, доводится по химическому составу до 30 заданного и сливается в ковш.

Пример, Выплавляли синтетический чугун химического состава, Д: С 2,5 — 3 5; Si

1,5; Мп 0,7 в индукционной электропечи из шихты предлагаемого состава и за его пре- 35, .делами, Для получения высокопрочного чугуна расплав в ковше модифицировали, Из выплавленного чугуна получали отливки в песчано-глинистых формах, которые испытывали на механические свойства и 40 микроструктуру.

Результаты исследований приведены в табл. 1.

Наилучшие свойства чугуна достигались при использовании шихты предлагаемого состава (7 — 9, табл. 1), при этом обеспечивались марки серого чугуна СЧ32СЧ35 и марки высокопрочного чугуна ВЧ75ВЧ85. При. выплавке чугуна с использованием .шихты запредельно о 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 железосодержащий материал и науглероживатель, отличающаяся 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. j.:

Стальная стружка россыпью 96,5-97,5

Отходы производства графити рова нных электродов электросталеплавильных печей зернистостью 3 — 30 мм 2,5 — 3,5

1752777

Табл и9а 1

Состав шихты, мэс.2

°

Средняя стоимость

1 т шихты, рубе

Марки полученного чугуна с максимальными свойствами

Шихта

Велезоуглеродистые металлоотходы

Науглероживатель

Электродный графит е том числе

sceco

Высокопрочный

Стружка стальная россыпью

Лом чугунный кусковой

Лом стальной углеродистый кусковой

Отходы трансформаторного железа

Серый

ВЧ40

ВЧ50

ВЧ60

ВЧ70

ВЧ75

96,5

28,2

17,8

98,5

97;0

96,5

98.2

97,2

68,5

27,0

56,4

54,4

54,2

52,9

52, 8

1,5

3,0

4,5

1,8

2,2

С421

СЧ25

СЧ28

4,5 СЧ25 .3,5 . СЧ33

3,0 СЧ35

2,5 СЧ32

2,0 СЧ20

95,5

96,5

97,0

97,5

98, 0

25,5

96,5

97,0

97,5

98,0

35,6

31,3

31,0

30,9

30,8

ВЧ50

ВЧ75

ВЧ80

ВЧ75

ВЧ45

Таблица 2

Стоимость науглероживателя на

1 т шихты, руб.

Науглероживатель

Расход науглерожиаателя разной фракции

2 на 1 т шихты, длл достижения содержа ния углерода в чугуне 32

Отклонение содержания углерода от заданчо го, Тнп науглероживания

0 ° 1-50 мм 3-30 мм Оэ1 3 мм 10 50 „„

Известный

Каменный уголь

7

Кокс

Графитированный коксик

4

4,5

4,0

Электрод. графит

5,5

Предлагаемым

3,3

Отходы производства графитированных электродов

1»

Для зернистости 3-30 мм.

Редактор В.Петраш

Заказ 2734 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

«»»

Известная

2

4

Лредлага" емая

8

l0

Отходы производства графитированных электродов зерни стостью

3-30 мм

Составитель И..Кульбовский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Юрковецкая