Способ переработки металлической стружки

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической (стальной) стружки между плавкой. Целью изобретения является повышение содержания в брикетах углерода в виде карбидов железа, ускорение их проплавления при переработке и снижение удельных затрат при выплавке металла. Предложено стружку очищать до остаточного содержания масла и СОЖ 1,5 - 4,0%, а нагрев брикетов вести в окислительной атмосфере с содержанием кислорода 3 - 11%, температуре 700 - 900°С и продолжительности 0,4 - 0,65 мин на 1 мм длины брикета. За счет поддержания условий образования монооксида углерода происходит насыщение стружки углеродом до 1% с образованием карбидной фазы, что позволяет снизить температуру плавления брикетов и почти в 2 раза расход предельных чугунов в шихте.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической (стальной) стружки перед плавкой. Целью изобретения является повышение содержания в брикетах углерода в виде карбидов железа, ускорение их проплавления и снижение удельных затрат при выплавке металла. Согласно изобретению стружку очищают до содержания масла и СОЖ, равного 1,5-4,0% нагрев брикетов ведут в окислительной атмосфере с содержанием кислорода 3-11% температуре 700-900^оС и продолжительности 0,4-0,65 мин на 1 мм длины брикета. Выбор содержания масла и СОЖ в стружке от 1,5 до 4% обусловлен тем, что эти концентрации обеспечивают наибольшую эффективность подготовки стружки. Для обеспечения концентрации ниже 1,5% значительно возрастают затраты на очистку стружки. Кроме того, наличие масла и СОЖ в стружке необходимо для более равномерного распределения углеродосодержащих, компонентов по объему стружки перед холодным прессованием. При перемешивании графита со стружкой он прилипает к стружке и равномерно распределяется по объему. Водяной пар, образующийся из СОЖ, при нагреве брикетов заполняет свободное пространство (поры) брикета и взаимодействует с углеродом по реакции: H₂O + C CO + H₂ (1) Окись углерода взаимодействует с железом с образованием карбидов железа: 3Fe + 2CO Fe₃C + CO₂, a CO₂ + C 2CO (2) При концентрации масла и СОЖ выше 4% тепла от сгорания масла образуется больше, чем его требуется для нагрева брикетов, и оно полностью не используется в рабочем пространстве. Кроме того, при содержании масла и СОЖ более 4% усложняется выбор оборудования, обусловленный дожиганием масла. Выбор окислительной атмосферы определен тем, что при таком содержании кислорода полностью сгорают пары масла, выделяющиеся из брикета, часть кислорода взаимодействует с углеродом с образованием монооксида, который насыщает железо углеродом по реакции (2), а на поверхности брикета образуются оксиды железа. При содержании кислорода менее 3% пары масла сгорают не полностью и в продуктах сгорания наблюдается химический недожог. При содержании кислорода более 1% увеличивается глубина окисленного слоя брикета, что увеличивает количество шлака, образующегося при плавке брикетов. При температуре ниже 700^оС пары масла догорают не полностью и в продуктах сгорания появляется химический недожог, насыщение углеродом идет медленно, что ведет к увеличению времени пребывания брикета при этой температуре. При температурах выше 900^оС увеличиваются глубина окисленного слоя и количество шлака при переплавке брикетов. Продолжительность термической обработки менее 0,4 мин на 1 мм длины брикета не обеспечивает существенное развитие карбидизации, а увеличение ее свыше 0,65 мин/мм приводит к резкому увеличению толщины окисленного слоя на поверхности стружки. П р и м е р. Способ применяли при изготовлении брикетов из стальной стружки с содержанием углерода 0,31% Брикеты использовались для выплавки чугуна СЧ20М в дуговых электропечах с расчетным содержанием углерода 3,35% Предварительно измельченную стальную стружку очищали от масла до содержания 2,5% добавляли в нее 5% по массе графита (углерода 5 х 0,8 4%), перемешивали и уплотняли на гидравлическом прессе в брикеты. Диаметр брикета 160 мм, высота 120 мм, плотность 4,7 г/см³. Брикеты нагревали в проходной конвейерной печи с газовым обогревом. Время нагрева составляло 60 мин при температуре печи 800^оС. Содержание кислорода в атмосфере печи было равно 6% Содержание углерода в железе стружки в карбидной форме увеличилось до 1% Кроме того, 4% содержащегося в стружке масла перешло в кокс, который заполнил свободные поры брикета. Горячий брикет повторно уплотняли на прессе до плотности 6-6,3 г/см³. Способ применялся при изготовлении брикетов из той же самой стружки. Стружку очищали от масла до содержания 4% добавляли в нее 5% графита, перемешивали и уплотняли на гидравлическом прессе в брикеты. Диаметр брикета 160 мм, высота 120 мм, плотность 4,7 г/см³. Брикеты нагревали в проходной конвейерной печи с газовым нагревом. Температура в печи была 900^оС. Время нагрева 52 мин. Содержание кислорода в печи было равно 10,6% Содержание углерода в железе стружки в карбидной форме увеличилось до 0,95% Горячий брикет повторно уплотняли на прессе до плотности 6-6,3 г/см³. В известном способе содержание углерода в стружке в карбидной форме не превышает 0,3% т.е. в 3 раза ниже. Полученные брикеты позволяют почти в 2 раза сократить расход передельных чугунов в составах шихт.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ, включающий ее очистку от масла и смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ), смешивание с углеродсодержащими материалами, холодное прессование, нагрев брикетов и последующий их переплав, отличающийся тем, что, с целью повышения содержания в брикетах углерода в виде карбидов железа, ускорения проплавления и снижения удельных затрат при выплавке металла, стружку очищают до остаточного содержания масла и СОЖ, равного 1,5 4,0% нагрев брикетов ведут в окислительной атмосфере с содержанием кислорода 3 11% до температуры 700 900^oС с продолжительностью 0,4 0,65 мин на 1 мм длины брикета.