БРИКЕТ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПЕРЕДЕЛА
BRIQUETTE FOR METALLURGICAL TREATMENT

Изобретение относится к области металлургии, конкретно, к подготовке материалов для выплавки чугуна и стали, и может быть использовано при получении жидкого чугуна и жидкой стали для производства отливок различного назначения.
Известен способ брикетирования металлургической стружки, включающий ее дробление для получения двух фракций элементов стружки различных длин, их смешивание, мойку в водном растворе лабомида, сушку и уплотнение в пресс-форме, отличающийся тем, что длины элементов стружки выбирают равными 15-25 и 50-60 мм и осуществляют смешивание с весовыми соотношениями 1:1-1:5 соответственно, при этом сушку проводят при температуре 170-220ºС (пат. РФ №2146719, С22В 1/248, B22F 8/00, опубл. 20.03.2000).
Полученные этим способом брикеты имеют нестабильное качество, кроме того, приведенные длины элементов стружки и их весовое соотношение не обеспечивают их высокую сцепляемость, что влияет на качество и прочность брикетов.
Наиболее близким к заявленному является брикет для металлического передела, включающий железосодержащий материал, содержащий чугунную и стальную стружку, оксиды железа природного или промышленного происхождения, углеродосодержащее вещество в виде отходов графитовых электродов и связующее, отличающийся тем, что связующее изготовлено из смеси строительного цемента и пластифицирующей воздухововлекающей добавки - адипинового щелочного пластификатора (пат. РФ №2228377, С22В 1/242, опубл. 10.05.2004).
Использование в процессе изготовления брикетов связующего строительного цемента и адипинового щелочного пластификатора является нежелательным, т.к. при плавке эти вещества увеличивают количество шлака, при этом забирая тепло от плавки и увеличивая затраты времени плавильщика на скачивание излишнего шлака.
Задачей изобретения является получение простого по составу брикета достаточной механической прочности для производства чугуна в вагранке.
Технический результат - снижение количества шлака при плавке и корректировка состава выплавляемого чугуна за счет состав брикетов.
Это достигается тем, что в брикет для производства чугуна в вагранке, состоящий из углеродосодержащего вещества и железосодержащего материала, включающего чугунную и стальную стружку, оксиды железа, введена известковая пыль и пыль системы вентиляции электродуговых печей как источник оксидов железа при следующем соотношении компонентов в брикете, % масс.:
углеродосодержащее вещество - 10-15,
известковая пыль - 5-10,
железосодержащий материал - остальное,
при содержании в нем пыли системы вентиляции плавильных печей как источника оксидов железа 10-15% от массы железосодержащего материала.
В железосодержащем материале количество чугунной и стальной стружки взято в соотношении 1:1 при остальных материалах в брикете 1:(6,0-7,5), и при этом в железосодержащем материале присутствуют оксиды железа в виде пыли системы вентиляции от плавильных печей в количестве 10-15% от массы содержащегося вещества.
В качестве углеродосодержащего вещества брикет содержит отходы - пылевидную фракцию графитовых электродов и при вводимом количестве сера, содержащаяся в них, влияния на химический состав чугуна не окажет. При плавке чугуна в газовой вагранке остро стоит вопрос корректировки содержания углерода в чугуне, что можно сделать введением в шихту углеродосодержащего материала в составе брикета.
В составе брикета присутствует известковая пыль, что благоприятно сказывается на процессе плавки и химическом составе получаемого чугуна, т.к. в этом случае более равномерно и однородно вводится необходимый для процесса шлакообразования известняк.
Увеличение общего содержания неметаллических материалов свыше 40% технически нерационально, поскольку при этом заметно снижается механическая прочность брикетов, что не позволяет обеспечить их транспортировку к потребителю.
При наличии в брикетах оксидов железа - железосодержащий материал - в виде пыли системы вентиляции электродуговых печей и применении их в вагранке происходит восстановление оксидов до получения металлического железа. Введение пыли происходит вместе с введением углеродосодержащего вещества, известковой пыли и чугунной и стальной стружки.
Брикеты изготавливают механически прессованием на прессе MetallPress за счет присутствия в составе чугунной и стальной стружки, которые имеют пластичность, а именно стальная, за счет которой происходит сцепка компонентов и брикет приобретает прочность как минимум на уровне прочности чугуна, заложенного в виде чугунной стружки.
Для оценки предлагаемых и известных брикетов проведены серии плавок в газовой вагранке.
Пример
Компоненты металлургического брикета подаются в пресс в соотношении, указанном выше, прессуются; на выходе получается брикет достаточной прочности. Подача в вагранку осуществляется вместе с металлошихтой. Расплавление брикета происходит вместе с шихтой путем повышения температуры в вагранке. Контролируемые параметры в составе чугуна приведены в таблице 1.
Данные по составу брикетов, изготовленных по прототипу и по составу опытных партий брикетов предполагаемого состава, приведены в таблице 1.
Данные проведенных плавок с применением в шихте брикетов разного состава приведены в таблице 2.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый брикет позволяет обеспечить стабильность процесса плавки чугуна в газовой вагранке, корректировку содержания углерода в расплаве, переработку отходов и при этом повышение качества выплавляемого чугуна.
Таблица 1
Вариант
Составляющие брикетов, мас.%
Прокатная окалина
Металлоотсев ванадиевого производства
Цемент
ПАЩ
Углеродосодержащие вещества
Известковая пыль
Железосодержащий материал
Брикет по прототипу
10
50
10-18
01-0,9
5-35
-
-
Опытные брикеты 1-я партия
-
-
-
-
15,0
10,0
остальное
Опытные брикеты 2-я партия
-
-
-
-
10,0
5,0
остальное
Опытные брикеты 3-я партия
-
-
-
-
17,5
15,0
остальное
Опытные брикеты 4-я партия
-
-
-
-
7,0
3,0
остальное
Таблица 2
Вариант
Контролируемые элементы чугуна, %
Предел прочности чугуна
C
Si
Mn
σ<sub>в</sub>, кг/мм<sup>2</sup>
по прототипу
Брикет ухудшает работу вагранки, снижая ее производительность при увеличении количества шлака
1
3,42
2,62
0,55
23,81
2
3,35
2,60
0,50
23,50
3
Брикет рассыпается по причине слабой прочности
4
3,12
2,50
0,50
22,0