Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей


 


Владельцы патента RU 2626368:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) (RU)

Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам. Шихтовый материал для дуговых электропечей состоит из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу. При этом упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, а соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Изобретение обеспечивает рециклинг дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, науглероживание металлической ванны дуговой электропечи и экономию электроэнергии. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам.

Может быть использовано для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.

Известен способ науглероживания железо-углеродистых расплавов чугуном, коксом и электродным боем [1], включающий в себя выплавку чугуна в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, ввод науглероживателя инжекционным способом под зеркало металла.

Недостатками [1] являются:

1. Данные материалы обладают определенной и достаточно высокой дороговизной и дефицитностью.

2. В результате введения чугуна в шихту в металле увеличивается содержание фосфора, который потребует проведения металлургических операций по его выводу из металла. В этой связи использование чугуна в шихте как науглероживателя ограничено.

3. Кокс и электродный бой ввиду отсутствия развитой поверхности соприкосновения с железом требуют определенного регламента их ввода в шихту для улучшения усвоения.

4. Кокс является источником загрязнения металла серой особенно тогда, когда в его «генезисе» имеет место донецкий уголь. Это обстоятельство также требует проведения металлургических операций по выводу серы из металла, которые обуславливают повышенный расход шлакообразующих, увеличение трудоемкости сталеплавильного процесса, длительность плавки и применение различных способов ковшевой десульфурирующей обработки металла. В комплексе указанные обстоятельства увеличивают затраты на производство стали.

Известен композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали [2], который представляет собой рудно-угольные окатыши с содержанием суммарного углерода, обеспечивающего полное восстановление окислов железа.

Недостатками [2] в составе шихты дуговых электропечей при плавке стали являются:

1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.

2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, которая имеет негативное влияние на сталеплавильный процесс.

3. Материал является источником железа для металлической ванны дуговой электропечи, но не насыщают ее углеродом для проведения процесса кипения.

4. Использование в шихте материала не позволяет сократить расход электроэнергии.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является способ прямого получения железа [3], включающий подачу компонентов шихты, содержащей руду, углеродистый восстановитель и флюс в форме рудоугольного брикета неограниченной длины, погружаемый в расплав металла, а окись углерода дожигают для передачи тепла расплаву.

Недостатками прототипа [3] являются:

1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.

2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, негативное влияние которой на сталеплавильный процесс освещено выше.

Целью предполагаемого изобретения является рециклирование дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, а также введение науглероживающего компонента, не имеющего в своем составе серы.

Цели достигают тем, что в состав материала входит металлическое железо на углеродистой связке, не имеющей в своем составе серы.

При проведении указанных металлургических процессов для рафинирования металла осуществляют кипение электросталеплавильной ванны. Для проведения этой операции необходимо повышенное относительно марочного состава количество углерода в металле.

Заявляемое изобретение может быть осуществлено, например, следующим путем.

Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей вводится на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи. В состав этого материала входят железосодержащие отходы металлургии и машиностроения дисперсного вида, в которых железо может быть как восстановленным, так и окисленным. Связка является углеродистой и представляет собой отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов (каменноугольный и нефтяной пеки, битумы, фильтропрессовые осадки, кубовые остатки от дисциляции жирных кислот). Соотношение окисленного и восстановленного железа в наполнительной части композита меняется в пределах: от 1:0 до 0:1. Т.е. возможно формирование композита, как из окисленного железа, так и железа в свободном состоянии. Соотношение между наполнителем и связующим меняется в пределах: от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Это соотношение обусловлено связующими свойствами углеродистой связки. На фиг. приведена Таблица, где представлены экспериментальные данные.

Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что, если содержание (масс. %) углеродистого связующего менее 30% и более 80% формообразование композиционного шихтового материала не происходит.

Технический результат заключается в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии дисперсного вида, содержащих железо, а также отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов, содержащих углерод. Рециклирование осуществляется путем использования композиционного шихтового материала для дуговых электропечей, загружаемого на подину дуговой электросталеплавильной печи в процессе завалки, для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.

Заявляемый композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, вводимый на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи, решает следующие задачи:

1) является источником железа для металлической ванны;

2) науглероживает металлическую ванну дуговой электропечи для проведения процесса кипения;

3) позволяет экономить дорогостоящую электроэнергию при проведении электросталеплавильных процессов.

Приведенные примеры применения предполагаемого изобретения показывают его полезность для процессов переработки отходов машиностроения и металлургии, а также раскисления стали.

Предполагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Предполагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.

Заявленное техническое решение можно реализовать на предприятия машиностроения и металлургии в процессе переработки дисперсных железосодержащих отходов и раскисления стали.

Источники информации

1. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.

2. Патент РФ 2009207 от 15.03.94.

3. Патент РФ 2080391 от 27.05.97.

Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, состоящий из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу, отличающийся тем, что упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, при этом соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Стружку дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают 70-75 % стружки черных металлов и 25-30 % стружки алюминиевых сплавов в течение 1-3 мин.

Изобретение относится к брикетам для легирования при выплавке алюминиевых сплавов. Брикет содержит стружку сплава алюминия с медью и частицы меди в количестве 20-40 мас.% от общей массы брикета.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано на заводах машиностроительной и металлургической промышленности для переработки стальной и чугунной стружки в плотные, прочные брикеты, свободные от загрязнений.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в дуговой печи включает образование рабочего тела для подогрева металлического скрапа и его рециркуляцию путем сжигания забираемых из верхней части камеры подогрева скрапа продуктов сушки металлического скрапа и разложения содержащихся в нем органических соединений с добавлением необходимого объема природного газа и воздуха на горение, подачи образованного рабочего тела обратно в нижнюю часть камеры подогрева скрапа.

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в электродуговой печи включает использование камеры подогрева скрапа с контуром рециркуляции газов, забираемых из верхней части камеры с помощью дымососа рециркуляции, причем часть газов рециркуляции с помощью дымососа отходящих газов выводят к дымовой трубе и далее в атмосферу.

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано при изготовлении брикетов для дальнейшей переработки, например, ковкой или электрошлаковым переплавом.
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям, связанным с дозированием энергии при импульсном брикетировании металлической стружки. Сущность: объему пластически деформируемой стружки предварительно к моменту брикетирующего удара придают жесткое боковое ограничение, обеспечивающее числовое равенство безразмерных величин - истинной относительной деформации по высоте получаемого брикета и степени его пористости α.
Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано преимущественно при изготовлении брикет-электродов для электрошлакового переплава (ЭШП).

Изобретение относится к способу получения топливных брикетов, включающий смешение углеродного наполнителя с измельченным углем, добавление связующего вещества и брикетирование смеси под давлением, при этом осуществляют сухое смешение углеродного наполнителя, представляющего собой отходы производства алюминия, анодной массы и электродов в количестве 25,01-85,00 мас.% с измельченным бурым углем до получения 100% сухой массы с последующим добавлением к сухой массе связующего вещества.

Изобретение относится к компактированному металлургическому изделию, содержащему смесь органических, неорганических и влагосодержащих веществ, а также способу его производства и применению.
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке металлической стружки и шламовых отходов металлургической промышленности. Стружку дробят, очищают, добавляют связующий материал, перемешивают 70-75 % стружки черных металлов и 25-30 % стружки алюминиевых сплавов в течение 1-3 мин.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к получению топливно-металлургических гранул, способу их получения и применению в качестве ингредиента плавильной шихты электросталеплавильных и доменных печей.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления металлургических брикетов, являющихся эффективным углерод- железосодержащим шихтовым материалом в процессах доменного и ваграночного производства чугуна.

Изобретение относится к получению металлов путем карботермального восстановления оксидов металлов. .

Изобретение относится к получению сырых агломератов, содержащих руду с мелкими фракциями, добавки и при необходимости связующее. .
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна. .
Пакет // 2333266
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к подготовке шихты способом пакетирования и последующему использованию пакетов при плавке стали. .
Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к подготовке шихтовых материалов для выплавки стали. .
Изобретение относится к технологиям обработки вторичного металлического сырья и может быть использовано в металлургии для подготовки отходов и лома черных металлов к переплавке.
Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению брикетов для производства чугуна и стали. .
Наверх