Способ легирования чугуна марганцем

 

Использование: в литейном производстве , при выплавке чугуна в вагранке. Сущность: способ включает ввод в вагранку кокса, известняка и металлошихты, содержащей марганецсодержащий материал. В качестве последнего используют «елезомарганцевые конкреции (ЖМК), вводимые поверх кокса. ЖМК содержат, %: марганец 28; железо 5,7; 5Ю2 13,3; СаО 4,6; МдО 1.8: ,8. Данный способ позволяв г снизить затраты на легирование чугуна. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1772166 А1 (5()s С 21 В 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4873345/02 (22) 09.07,90 (46) 30,10.92. Бюл. N. 40 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) В.И. Ларионов, Ю.А. Каплуновский, Б,X.

Егиазоров. Н.Г. Тимофеев, П.А. Иоффе и

И.B. Марширов (56) Справочник по чугунному литью, Под ред. Н.Г. Гиршовича.— Л,: Машиностроение, 1978, с, 146-149.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при выплавке чугуна в вагранке.

Целью изобретения является снижение затрат на легирование.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве марганецсодержэщего материала в шихту поверх кокса вводят желеэомэрганцевые конкреции. При этом для восстановления марганца иэ его окислов, в виде которых он находится в конкрециях, не требуется давать дополнительное количество кокса, поскольку сущность физико-механического процесса легирования чугуна марганцем в варианте легирования конкрециями остается такой же, как при легировании чугуна ферромарганцем.

Действительно, ваграночный процесс протекает в условиях, в которых марганец, особенно в кислородной зоне вагранки, интенсивно окисляется. Только в самой нижней части вагранки, где соприкасаются жидкий металл, шлак и куски несгоревшего кокса, происходит восстановление мэргэн(54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ЧУГУНА МАРГАНЦЕМ (57) Использование: в литейном производстве, при выплавке чугуна в вагранке. Сущность: способ включает ввод в вагранку кокса, известняка и металлошихты. содержащей марганецсодержащий материал. В качестве последнего используют .келезомарганцевые конкреции (ЖМК), вводимые поверх кокса. ЖМК содержат, /: марганец

28; железо 5,7; Si02 13,3; СаО 4,6; MgO 1.8;

Aiz0z4,8. Данный способ позволяег снизить затраты на легирование чугуна. 2 табл. ца из его окислов в шлаке углеродом кокса.

Различие между способами легирования ваграночного чугуна ферромарганцем и марганцевыми конкрециями заключается в том, что при легировании ферром; рганцем содержащийся в нем марганец вначале окисляется, а затем переходит в шлак, а при легировании конкрециями содержащиеся в них окислы марганца непосредственно переходят в шлак В обоих случаях нэ восстановление марганца из его окислов в шлаке рекомендуется одинаковое количество углерода. Особое значение имеет то обстоятельство. что химический состав ЖМК (25 30

Мп, 5-7 Fe, 13 — 15 102. 4 — б СаО, 1,52% MgO, 5 — 7 А1 0з) при большем, чем в марганцевых шлаках, содержании марганца. что является преимуществом кон креций, обеспечивает плавление конкреций в диапазоне температур 1100-1200 С. В указанном диапазоне температур и выше в вагранках наиболее интенсивно рэ=-вивается реакция газификации углерода кокса углекислым газом. ведущэя к бесполезным

1772166

4,6% СаО, 1,8% Mg0, 4,8% AlzOq, имели влажность 25-32% и были разделены на две фракции: 0,015-0.025 и 0,025-0,050 мм, Опытно-промышленные плавки прово5 дили на вагренке производительностью 2 т/ч с кислой футеровкой и холодным дутьем.

Каждая из указанных фракций ЖМК испытывалась в отдельности.

Взамен используемого на текущих

10 плавках ФМн75, присаживаемого в количестве 1% от массы металлозавалки и вместе с ней вводилось эквивалентное по количеству вносимого марганца, количество ЖМК (3,5% от массы металлозавалки). ЖМК за15 гружали поверх кокса, после чего давали известняк и затем металлошихту (см. табл, 1).

Качество выплавляемого чугуна оценивалось по результатам анализа его химиче20 ского состава, предела прочности на растяжение и твердости. По каждому из вариантов, включая вариант текущего производства с ФМн75, было проведено 3 плавки, результаты которых приведены в табл. 2.

25 Как видно из таблицы, замена ФМн75 эквивалентным по марганцу количеством

ЖМК вне зависимости от их фракции по крупности обеспечила получение ваграночного чугуна с таким же содержанием мар30 ганца и свойствами на 5 — 10% выше, чем имеет чугун при легировании ФМн75. При стоимости ФМн75 280,8 руб/т и ЖМК вЂ” 60 руб/т указанная замена позволяет снизить затраты на легирование марганцем на 0,7

35 руб/т чугуна, Способ легирования чугуна марганцем, 40 при плавке в вагранке, включающий ввод в вагранку кокса, известняка и металлошихты, содержащей марганецсодержащий материал, нагрев и расплавление, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения затрат

45 на легирование, в качестве марганецсодер>кащего материала используют железомарганцевые конкреции, вводимые поверх кокса.

Таблица 1

50 тво. мас.

2 ие шихтовых материало ный, Л3. Л4, ГОСТ 4832

Чугун передельный ПЛ1. ПЛ2, ГОС

Лом чугунный (покупной и собс возврат)

«Лом стальной

«.»

5 — 45

i--10

5-40

0-15 г|отерям углерода и. более того. к снижению эффективности кокса как топлива, поскольку сопровождается поглощением тепла, Жидкий шлак. образующийся в вагранке при плавлении конкреций. загружаемый flo предлагаемому способу непосредственно на кокс, стекает и обволакивает куски кокса, защищая их от взаимодействия с газовой фазой, в результате чего уменьшаются потери углерода и снижение температуры за счет ограничения развития реакции газификации углерода кокса. Поэтому не требуется также вводить дополнительное количество кокса, как топлива. необходимого для нагрева и расплавления дополнительного количества материалов, поступающих в вагранку в составе конкреций, Раннее плавление ЖМК снижает требования и к их механической прочности, поскольку они расплавляются на относительно высоких горизонтах вагранки, где давление столба шихтовых материалов меньше, чем в высокотемпературных нижних горизонтах, куда поступают более тугоплавкие материалы, в том числе отвальные марганцевые шлаки и тем более известняк и кокс. В результате естественная прочность ЖМК, составляющая у влажных конкреций 25 — 30 кг/окатыш и 50 — 70 кг/окатыш — у сухих конкреций, оказывается достаточной, чтобы до начала плавления выдержать без разрушения давление вышерасположенных материалов. Устойчивость против истирания. оцениваемая по барабанной пробе, составляет 40-45%, что выше, чем у марганцевого агломерата (15-17%).

Совокупность указанных свойств, в особенности более высокое содержание марганца и более низкая температура плавления, чем у марганцевых шлаков, а также достаточная прочность и устойчивость против истирания делает конкреции материалом, более пригодным для легирования ваграоного «угуна марганцем. чем отвальные марганцевые шлаки или брикеты на их основе.

Пример осуществления. ЖМК содержали 28% марганца, 5.7% железа, 13,3% %02.

Формула изобретения

1772166

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Составитель Е.Болдина

Техред М,Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор

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

Заказ 3815 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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