Брикет для плавки чугуна в вагранке
l се™пщзи
5 ";5
"" н""осла
Союз Соаетсннк
Соцнаннстнческнк
Респубпнн
АНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
<> 775552
К АВТОРСКОМУ СВНДЗТВЛЬСТВУ (65 ) Дополнительное к авт. свмд-ву (51)М. Кл.з (22) Заявлено 160179 (25) 2713260/22-02
F 27 В 1/00 с присоединением заявкм И9
ГОСуяйРСТВФННЫ4 ROMIITtT
СССР
ПО ACJI3M НЗОбрФтФНН4 я юткрмтм4 (23) Приоритет
Опубликовано 3010.80. Бюллетень М 40
Дата опубликования описания 301080 (53) УДК 621.746..34(088.8) Д.Н. Худокормов, А.M. Милов, A.Ì. Дмитрович, В.М. Королев, С.Н. Леках, Д.М. Кукуй, О.A. Белый и В.A. Скворцов (72) Авторы изобретенмя (71) Заявмтель
Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) БРИКЕТ ДЛЯ ПЛАВКИ ЧУГУНА В ВАГРАНКЕ
5
Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения чугуна в вагранке.
Иэ известных брикетов для плавки чугуна в вагранке наиболее близок к предлагаемомоу составу брикет, который содержит, вес.Ъ:
Коксовая мелочь, 15-35
Связующее в виде цемента 8-25
Окись железа До 25
Отходы чугуна и стали небольших габаритов Остальное (11 55
Известный брикет не обеспечивает высоких механических свойств отливок и получения стабильного химического состава чугуна. При этом плавка указанных брикетов сопровождается сниже- 20 нием производительности вагранки.
Это связано с обильным шлакообразованием и ухудшением десульфурирующей способности шлака вследствие перехода в шлаковую фазу цемента и час- 2з ти окислов желеэа. Трудно контролируемый и непостоянный химический состав отходов чугуна и стали, повышенный угар железа, углерода, кремния н марганца в процессе плавки 30 брикетов затрудняет получение стабильного химического состава и свойств чугунного литья.
Целью изобретения является повышение производительности вагранки и механических свойств отливок.
Для достижения укаэанной цели в состав брикета дополните !bHo вводят ферросплавы кремния и марганца, известняк, а в качестве связующего н железосодержащего компонента используют соответственно жидкое стекло и науглероженные мет:.-:-алнэованные ока тиши, содержащие "-5Ъ углерода, при следующем соотноше:HH ингредиентов, вес.Ъ:
Жидкое стекло 8-15
Известняк 2-5
Коксовая мелочь 10-40
Ферросплавы кремния и марганца 5-20
Науглероженные и металлизованные окатыши Остальное
Применение в качестве связующего жидкого стекла позволяет получить высокую прочность брикетов прн комнатных и повышенных температурах вплоть до расплавления основы брикетов (1150-1200 С). После расплавле775552
Продолжение табл. 1
Состав брикета, вес.Ъ
FeO
Жидкое стекло 12!
Известняк 3
Коксовая мелочь
Ок атыши—
1 5 80 0 01 остальное
Fe0 Feìeò
Цемент
Окатыши — остальное
Жидкое стекло 12
Окатыши — остальное ния брикетов жидкое стекло, переходя в шлак, обеспечивает его повышенную жидкотекучесть и десульфурирующую способность за счет наличия в нем активных окислов натрия. Использование в составе брикетов науглероженных металлизованных окатышей,. содержащих 2-5% углерода, совместно с восстановителем — коксовой мелочью способствует защите окатышей от окисления при опускании их по шахте вагранки. Наличие в окатьп. ах углеро да позволяет довосстановить окислы железа, содержащиеся в них, причем жидкое стекло интенсифицирует процесс довосстановления окислов, способствуя
I более полному протеканию процесса восстановления за счет активации начальной стадии редукции двуокиси углерода коксом. Дополнительный ввод в состав брикета известняка препятствует насыщению железосодержащего компонента от эавалочного окна до зоны плавления. К тому же следует добавить, что известняк повышает прочность брикетов при высоких температурах за счет дополнительного химического твердения жидкого стекла, выделяющимся при разложении известняка углекислым газом.
В табл. 1 приведены результаты испытаний брикетов с известным и предлагаемым связующими при непрерывном плавном нагреве в ваграночной атмосфере от 20 до 1100 С в течение 40 мин. Испытанию подвергались металлизованные окатыши, содержащие
71% Ге„ т,15% FeO, ЗЪ углерода.
Т а б л и ц а 1
Влияние состава брикетов на процесс довосстановления окислов железа, содержащихся в окатышах Состав железосодерСостав брикета,,жащего компонента вес.Ъ :после испытаний, вес.%
Коксовая .мелочь 25 12,0 73 0,07
Коксовая мелочь 25 3,0 79 0,03
3S
45,Состав железосодер.жащего компонента после испытаний, вес.В
Как следует из табл. 1, введение в состав брикета известняка и жидкого стекла способствует практически полному довосстановлению окислов железа, содержащихся в окатышах. При этом исключается насыщение их серой из коксовой мелочи.
Применение в качестве железосодержащего компонента науглероженных металлизованных окатышей позволяет по сравнению с известными (смесь окислов железа и отходов чугуна и стали) значительно снизить содержание вредных примесей в чугуне и повысить механические свойства отливок. Введение в состав брикета ферросплавов кремния и марганца со- кращает на 15-30% угар данных элементов по сравнению с известным вариантом введения их в шихту в виде кусков ферросплавов. Укаэанное обстоятельство, а также строгое постоянство химического и гранулометрического состава металлизованных окатышей способствует стабилизации химического состава выплавляемого в вагранке чугуна с использованием в шихте предлагаемых брикетов.
Вследствие практически полного довосстановления окислов железа,высокой жидкоподвижности шлака,повышенной химической активности коксовой мелочи и ее эффективного использования в процессе сгорания в кислородной зоне вагранки температура жидкого металла и производительность вагранки возрастает по сравнению с вариантом использования в шихте одинакового количества брикетов известного состава.
Пределы содержания компонентов определены исходя иэ следующих соображений. Нижний предел содержания жидкого стекла (8%) определяется исходя иэ получения достаточной прочности брикетов, а при увеличении добавки жидкого стекла свыше 15% значительно возрастает количество
775552
Т а б л и ц а 2 Произво дительность вагранки (% по сравнению с известным вариантом) Ингредиенты, вес.%
Цемент
Коксовая мелочь
Окись железа,100
0,12
38 18 190
Отходы чугуна и стали — остальное
Жидкое стекло
Известняк
Коксовая мелочь
195 0,09
42 21
120
Ферросплавы кремния и марганца 2
Науглероженные металлизованные окатыши — остальное
Жидкое стекло
Известняк шлака, и снижается прочность брикета. Минимальная величина добавки коксовой мелочи определена из. необходимости полного довосстановленияокислов железа, а максимальная (40%)иэ условия прочности брикетов. Количество Ферросплавов(2-5%) лимитируется требуемым содержанием кремния и марганца в выплавляемом чугуне.
Пример. Брикеты для плавки чугуна изготавливались .прессованием под удельным давлением 100-150 кг/см из предварительно приготовленной в катковых бегунах смеси ингредиентов.
После прессования брикеты подвергались упрочнению в процессе тепловой обработки при температуре 220-240 С в течение 20-30 мин. Приготовленные брикеты вводились в ваграночную шихту в количестве 30% от веса шихты при плавке чугуна с целью замены части кокса и стального лома.
Полученные сравнительные результаты приведены в табл. 2, где 1 — известный состав, 2-4 — предлагаемые составы.
Как видно из табл. 2, введение в состав брикета науглеро;;;енных металлизованных окатышей, жидкого стекла, известняка и ферросплавов кремния и марганца способствует существенному повышению производительности вагранки и механических свойств выплавляемого чугуна. При этом снижа15 ется содержание серы и других вредных примесей в сплаве и повышается стабильность химического состава отливок.,Механические свой- Содерства чугуна,жание
----------:,серы ! предел, твер-, в чугу прочности дость, не, кг/мм кг/мм вес.%
775552
Продолжение табл. 2
Механические свойства чугуна
Производительность вагранки(% по сравнению с известным вариантом) Содержание серы в чугуне, вес.%
Ингредиенты, вес.% предел тверпрочности дость, кг/мм" кг/мм
Коксовая мелочь
20, 125
41,5 20 190
0,08
Ферросплавы кремния и марганца
3,5
Науглероженные металлизованные окатыши — остальное
Жидкое стекло
Известняк
Коксовая мелочь
41 20 187
115
0,07
Ферросплавы кремния и марганца. Науглероженные металлиэованные окатыши — остальное
5-20
ВНИИПИ Заказ 7708/53 Тираж 671 Подписное
Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4
Оптимальный состав брикетов,вес.%:
Жидкое стекло 12 .Известняк 3
Коксовая мелочь 20
Ферросплавы кремния и марганца 3-4
Науглероженные металлиэованные окатыши, содержащие
2-5% углерода Остальное
Технология изготовления предлагаемого брикета заключается в перемешивании компонентов, брикетировании под удельной нагрузкой 100150 кг/см и тепловой обработке в течение 20-40 мин при 220-240 С.
Укаэанйые брикеты могут дозироваться в вагранку с помощью весовых и объемных дозаторов в количестве от 5 до 40% от веса металлозавалки.
Формула изобретения
Брикет для плавки чугуна в вагранке, включающий коксовую мелочь, связующее и железосодержащий компонент, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности вагранки и механических свойств отливок, в состав брикета дополнительно вводят ферросплавы кремния и марганца и известняк, а в качестве связующего и железосодержащего компонен45 та используют соответственно жидкое стекло и науглероженные металлиэованные окатыши, содержащие 2-5% углерода при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:
50 Жидкое стекло 8-15
Известняк 2-5
Коксовая мелочь 10-40
Ферросплавы кремния и марганца
Науглероженные металлиэованные окатыши Остальное
Источники информации, ., принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СМА Р 4063944,кл.75-256, опублик. 1978.
