Способ получения комплексного модификатора в индукционной тигельной печи с кварцитовой футеровкой

 

Использование: черная металлургия, в частности производство модификаторов в индукционных печах. Сущность изобретения: способ включает подготовку плавильной печи, загрузку ферросилиция и силикокальция, расплавление и снятие шлака, перелив в весовой ковш-дозатор, перелив в ковш-реактор на предварительно введенный туда гранулированный магний, разливку в изложницы, причем при подготовке плавильной печи после полного слива спекающего материала проводят проплавление алюминиевой шихты, полный ее слив и спекание образующегося слоя окислов проплавлением ферросилиция в плавильной печи, а в процессе плавки модификатора, перед переливом в весовой ковш-дозатор, в раскисленный активными металлами с тугоплавкими окислами расплав вводят предварительно разогретый силикокальций.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства модификаторов в индукционных печах.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения комплексного модификатора ФСМг-5, включающий подготовку печи, загрузку ферросилиция и части силикокальция, расплавление и снятие шлака, перелив в весовой ковш-дозатор на введенную туда оставшуюся часть силикокальция, перелив в ковш-реактор с одновременным вводом РЗМ на предварительно введенный туда гранулированный магний, разливку в изложницы.

Однако данный способ получения комплексного модификатора имеет ряд недостатков: он не позволяет стабильно получать модификатор с заданным высоким содержанием кальция в связи с активным взаимодействием кальция с окислами металлов и влагой шихты при плавлении; наблюдается интенсивное взаимодействие кальция и образующейся окиси кальция с футеровкой печи и ее быстрый износ.

Цель изобретения стабилизация процесса получения модификатора с высоким содержанием кальция и увеличение стойкости кварцитовой футеровки плавильной печи за счет создания гарнисажного слоя на ее рабочей поверхности.

Цель достигается тем, что получая комплексный модификатор в ИТ-печи на кварцитовой футеровке путем осуществления операции подготовки печи, загрузки ферросилиция и силикокальция, расплавления и снятия шлака, перелива в весовой ковш-дозатор, перелива в ковш-реактор на предварительно введенный туда гранулированный магний и разливки в изложницы, в этапе подготовки печи после полного слива спекающего металла проводят проплавление алюминиевой шихты, полный ее слив и спекание образующегося слоя окислов проплавлением ферросилиция в печи, а в процессе плавки модификатора, перед переливом в ковш-дозатор, в раскисленный активными металлами с тугоплавкими окислами расплав вводят предварительно разогретый силикокальций.

Новым в предлагаемом способе является то, что в подготовке печи после полного слива спекающего металла проводят проплавление алюминиевой шихты, полный ее слив и спекание образующего слоя окислов проплавлением ферросилиция в печи, что создает слой окислов, по составу близкий к нейтральной футеровке, предотвращающий прямое взаимодействие металлического кальция расплава и его окислов с футеровкой.

Так же новым признаком является то, что в процессе плавки модификатора, перед переливом в весовой ковш-дозатор, проводят раскисление расплава активными металлами с тугоплавкими окислами, что уменьшает содержание в расплаве окислов железа, кремния и других металлов, уменьшает расход металлического кальция и их восстановление, тем самым повышая процент перехода кальция в расплав, уменьшая при этом общее количество шлаков, замедляя скорость зарастания тигля печи, а тугоплавкие окислы связывают активную окись кальция в комплексные тугоплавкие шлаки и способствуют образованию дополнительного гарнисажа на стенках печи, что препятствует взаимодействию активной окиси кальция с футеровкой.

Ввод в раскисленный расплав предварительно разогретого силикокальция, не содержащего микро- и макровлаги, увеличивает скорость расплавления силикокальция, усвоение кальция расплавом и уменьшает общее шлакообразование.

Таким образом достигается конечная цель стабильное получение модификатора с заданным высоким содержанием кальция и увеличение стойкости кварцитовой футеровки плавильной печи за счет создания нейтрального слоя на ее рабочей поверхности и дополнительного гарнисажного слоя из тугоплавких шлаков.

Способ осуществляют следующим образом.

Проводят спекающую плавку плавильной печи, полностью сливают металл, после чего плавят алюминиевую шихту, так же полностью сливают расплав алюминия и спекают образующийся слой окислов проплавлением ферросилиция в плавильной печи.

Загружают ферросилиций, расплавляют и снимают шлак, раскисляют расплав активными металлами с тугоплавкими окислами, вводят всю навеску предварительно разогретого силикокальция, после окончательного расплавления и снятия шлаков металл переливают в весовой ковш-дозатор, из которого переливают в ковш-реактор на предварительно введенный туда гранулированный магний. Готовый модификатор разливают в изложницы.

П р и м е р. Испытания предлагаемого способа изготовления комплексного модификатора проводились на литейном заводе АО КамАЗ. Плавку проводили в плавильной печи ИСТ-2,5. После проведения спекающей плавки и полного слива спекающего металла осуществляли проплавление алюминиевой шихты, полный ее слив и спекание образующегося слоя окислов проплавлением ферросилиция в печи. Гарнисаж спекается с футеровкой и образует слой, по составу близкий к нейтральному, препятствующий прямому контакту кальция и окиси кальция с футеровкой. Таким образом, взаимодействие расплава с футеровкой происходит через буферный нейтральный слой гарнисажа из тугоплавких шлаков, что замедляет разрушение футеровки в 4-5 раз.

Для образования дополнительного гарнисажа из тугоплавких шлаков после загрузки и расплавления ферросилиция, снятия шлака, в плавильную печь вводили активный металл с тугоплавкими окислами, в качестве которого использовали алюминий в виде сплава АК 9С в размере, установленном опытным путем и равном 0,12-0,8% от общей завалки шихты. Из весового ковша-дозатора сплав переливают в ковш-дозатор на предварительно введенный туда гранулированный магний марки МГП-3. Готовый модификатор разливают в изложницы. Ввод в расплав 0,12-0,8% алюминия обеспечивает достаточную степень раскисления расплава перед вводом силикокальция, увеличивает производительность за счет повышения стойкости футеровки и увеличения рабочей емкости тигля печи, уменьшает потери кальция. Ввод алюминия менее 0,12% ведет к быстрому зарастанию печи, примерно к 15-й плавке. Верхний предел введения алюминия, равный 0,8% ограничивается содержанием общего алюминия в применяемых шихтовых материалах и требованиям конечного содержания алюминия в модификаторе. Ввод нагретого силикокальция в расплав позволяет вводить сразу всю навеску силикокальция, исключив при этом операцию ввода части силикокальция в весовой ковш-дозатор, стабилизировать содержание кальция по всему объему плавки.

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить стойкость кварцитовой футеровки при выплавке комплексных модификаторов в ИТ-печах до 60 плавок, причем этот способ эффективен не только при выплавке высококальциевых сплавов, но и низкокальциевых.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО МОДИФИКАТОРА В ИНДУКЦИОННОЙ ТИГЕЛЬНОЙ ПЕЧИ С КВАРЦИТОВОЙ ФУТЕРОВКОЙ, включающий подготовку плавильной печи, загрузку ферросилиция и силикокальция, расплавление и снятие шлака, перелив в весовой ковш-дозатор, перелив в ковш-реактор на предварительно введенный туда гранулированный магний, разливку в изложницы, отличающийся тем, что в этапе подготовки плавильной печи после полного слива спекающего металла проводят загрузку алюминиевой шихты, проплавление и полный ее слив, загрузку ферросилиция, спекание образующегося слоя окислов проплавлением ферросилиция в плавильной печи и слив ферросилиция, а в процессе плавки модификатора в расплав, раскисленный активными металлами, образующими тугоплавкие окислы, вводят предварительно разогретый силикокальций.