RO125774B1 - PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE - Google Patents
PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE Download PDFInfo
- Publication number
- RO125774B1 RO125774B1 ROA200500207A RO200500207A RO125774B1 RO 125774 B1 RO125774 B1 RO 125774B1 RO A200500207 A ROA200500207 A RO A200500207A RO 200500207 A RO200500207 A RO 200500207A RO 125774 B1 RO125774 B1 RO 125774B1
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- metal
- exothermic
- metallic
- alloy
- melting
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 30
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims description 14
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 45
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 32
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 32
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 27
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 13
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Inorganic materials [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 8
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 8
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 5
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 claims description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 4
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 3
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000256602 Isoptera Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- 229910002067 modern alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002641 tar oil Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
Orice persoană are dreptul să formuleze in scris și motivat, la OSIM, o cerere de revocare a brevetului de invenție, în termen de 6 luni de la publicarea mențiunii hotărârii de acordare a acesteia
RO 125774 Β1
Invenția se referă la un procedeu și o instalație de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, utilizate apoi ca aliaje pentru turnarea în forme, în scopul obținerii pieselor turnate sau a semifabricatelor supuse ulterior deformărilor plastice, care fac parte din categoria proceselor metalurgice discontinue.
în literatura tehnică de specialitate pentru topirea și elaborarea aliajelor feroase din categoria proceselor sus amintite, sunt cunoscute o serie de procedee care utilizează dispozitive, agregate și instalații metalurgice ce folosesc drept combustibili: petrolul, cărbunele și gazele, dar pentru producerea oțelului, din cauza temperaturii ridicate (peste 1600 °C), utilizarea energiei electrice în tehnologiile convenționale este singura soluție fiabilă.
în sensul celor de mai sus, sunt cunoscute tehnologii de topire și elaborare a aliajelor feroase, ce utilizează drept agregat principal cubiloul în care aportul de căldură se realizează prin arderea cocsului în principal, dar și pe insuflarea aerului cald, a oxigenului sau a gazului metan, pentru creșterea randamentului.
Unele variante constructive de cubilou alături de arderea cocsului drept combustibil solid folosesc suplimentar și injecția de combustibil lichid (gudronul de lignit și păcura), în scopul creșterii temperaturii fontei lichide și a productivității.
Deși construcția unui cubilou este relativ simplă, principalele dezavantaje ale procedeelor care se realizează cu ajutorul acestui agregat constau în: apelează la spații tehnologice foarte mari, iar instalațiile anexe pentru injecția combustibilului lichid sau pentru insuflarea gazelor sunt scumpe și necesită personal suplimentar relativ numeros pentru deservire și întreținere. în scopul topirii și elaborării aliajelor feroase, mai sunt cunoscute procedeele care utilizează cuptorul electric cu inducție.
Principalele dezavantaje ale procedeului constă în: investiție ridicată și consum mare de energie electrică, precum și necesitatea unor echipamente și dispozitive speciale.
Totîn scopul topirii și elaborării aliajelor feroase, mai sunt utilizate pe scară largă procedeele care folosesc cuptoarele electrice cu arc. Ca și la tehnologile care utilizează cuptoarele cu inducție, procedeele care se bazează pe cuptoare electrice cu arc au consum mărit de energie electrică, de circa 700...900 Kw/t de oțel elaborat, precum și un consum ridicat de materiale refractare, cât și utilizarea unor echipamente și dispozitive speciale.
în ultimii ani, s-au dezvoltat o serie de procedee pentru topirea și elaborarea aliajelor moderne, ce utilizează agregate și instalații care au la bază plasma, fluxul de electroni și laserul, însă extinderea pe scară largă este limitată datorită dezavantajelor atât în ceea ce privește costul foarte ridicat al implementării lor, cât și apelarea la specialiști de înaltă calificare.
Pentru topirea și elaborarea aliajelor feroase la nivel de laborator, sunt cunoscute și procedee aluminotermice, care utilizează ca dispozitiv o retortă metalică amplasată pe un suport special sau pe lagăre prevăzute cu braț în consolă. Retorta metalică este căptușită în interior cu materiale refractare, iar la partea inferioară este prevăzută cu un orificiu de evacuare, în care se dispun miezuri și dopul de închidere.
Reacțiile sunt cunoscute sub denumirea de aluminotermice și conduc la obținerea unor aliaje feroase în funcție de încărcătura de bază, care pe lângă amestecul termitic dispus la partea superioară sau inferioară, mai conțin și deșeuri de fier vechi, feroaliaje pentru aliere și fondanții respectivi, care reglează compoziția și temperatura topiturii metalice din retorta astfel pregătită.
De exemplu, în brevetul R0117464, se prezintă un procedeu de elaborare a oțelului prin metalotermie, cu un amestec metalotermic compus din 75% țunder și 25% pulbere de aluminiu și siliciu, prin adăugarea amestecului la un alt amestec solid din fontă și fier vechi, și afânarea cu oxigen, urmată de dezoxidare, iar brevetul RO 83658 prezintă o pulbere exotermă cu 20...22% FeO, 24...28% Fe3O4, 26...30% Fe2O3, maximum 28% pulbere de Al, 0,1...0,7% MnO2 +SiO2;
RO 125774 Β1
Dezavantajul principal ale acestor procedee aluminotermice, care a împiedicat extin- 1 derea acestora la nivel industrial, se datorează faptului că amestecurile aluminotermice conțin drept component principal țunder (arsură de fier rezultat din secțiile de laminare și forjare 3 a oțelului), ce reprezintă aproximativ 70...80% din compoziția termitului. Existența unor dificultăți în recoltarea țunderului, care trebuie să fie colectate numai de la anumite caje de 5 laminare cu program constant de producție, precum și necesitatea unor faze și operații speciale de preparare a acestuia, ca îndepărtarea impurităților, a uleiurilor, au frânat utili- 7 zarea pe scară largă a procedeului.
Un alt dezavantaj al acestor procedee îl constituie lipsa organizării unui flux tehno- 9 logic adecvat, care să permită producerea aliajelor în regim industrial.
Este cunoscut de asemenea procedeul de tratare secundară, ulterioară topirii, a 11 aliajelor metalice, într-o oală de turnare, pe fundul căreia se depune amestecul de tratare, ca în brevetul RO 87046, care prezintă un procedeu de tratare a aliajelor în oala de turnare, 13 prin formarea unui strat din materiale granulare la baza oalei, acoperit de alt strat din material activ pulverulent, pentru realizarea rafinării, alierii sau modificării aliajului. 15
Instalațiile specifice acestor procedee sunt prezentate în documente precum: brevet JP 2001179425, care prezintă o metodă și o instalație de încălzire și transport al unui metal 17 topit în oală de turnare, instalație prevăzută cu arzător de menținere în stare topită a metalului din oală și cu cărucior de deplasare a oalei de turnare într-un tunel sau brevetul 19 RO 114009, care prezintă o instalație de modificare a metalului lichid în oala de turnare, în care este introdusă o capsulă de imersie din material refractar cu locașuri dispuse radial sau 21 unul circular, de introducere a unui modificator ce are și o tijă de susținere fixată de un braț orizontal de susținere al unui modul de antrenare ce se deplasează vertical pe o coloană de 23 susținere, astfel încât brațul de susținere deplasează și capacul oalei de turnare.
Scopul invenției propuse constă în posibilitatea topirii și elaborării aliajelor metalice 25 feroase în regim industrial, fără utilizarea energiei electrice, precum și eliminarea dispozitivelor și a instalațiilor sofisticate respective. 27
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția propusă constă în obținerea unui amestec exoterm cu mai puțin de 50% țunder, care să permită topirea încărcăturii solide de obți- 29 nere a unui aliaj feros, cât și a unei compoziții granulare pentru tratarea suplimentară și definitivarea elaborării prin eliminarea impurităților, bazată pe amestec pulverulent: aluminiu- 31 țunder, și respectiv - în conceperea și realizarea unei instalații specifice de aplicare a procedeului printr-un flux tehnologic simplu, cu investiții minime și într-un timp cât mai scurt. 33
Procedeul de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, conform invenției propuse, rezolvă această problemă, prin aceea că realizează topirea unei șarje de fontă sau 35 oțel într-o retortă, cu ajutorul unui amestec exoterm dispus la partea superioară a încărcăturii preâncălzite, adăugat într-un raport de 30....60% din încărcătură cu granulația de 37 0,1...1,0 mm și având compoziția constituită în procente de greutate, din: 20...30% aluminiu pulbere; 0,5...10% ferosiliciu; 10...15% minereu fier; 10...15% burete de fier; 5...10% oxizi 39 de fier; 5...10% șpan de fontă sau oțel; 0...5% grafit; 1...5% azotat de sodiu sau potasiu, 0...10% prealiaje, șiîn rest țunder, iar după topirea întregii șarje, are loc deversarea acesteia 41 din retortă într-o oală de turnare, în care s-a depus pe fundul acesteia, cât și în niște recipiente metalice, dispuse pe unul sau mai multe rânduri în planul vertical al oalei respective, 43 o cantitate prestabilită de compoziție granulară cu caracter exoterm sau nu, destinată alierii, dezoxidării și desulfurării, precum și a omogenizării chimice și termice a aliajului lichid,utili- 45 zată într-un raport de 0,5...5% din greutatea aliajului lichid, formată de preferință, din:
1...30% aluminiu + 1...6% ferosiliciu + 1...5% carbonat de calciu + 0...3 % oxid de calciu + 47
0...5% grafit + 1...5% azotat de sodiu sau de potasiu, 0...10% prealiaje de aliere, în rest țunder, ce permite reducerea conținutului de gaze și a incluziunilor nemetalice datorită dimi- 49 nuării de oxizi și sulfuri și barbotarea puternică a băii metalice.
RO 125774 Β1
Instalația de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, pentru aplicarea procedeului conform invenției, utilizează un transportor metalic de tip bandă rulantă pe care se așază o retortă basculantă ce conține o încărcătură metalică și nemetalică, specifică unei compoziții chimice prestabilite de fontă sau oțel provenită de la un sistem automatizat de stocare-alimentare unde, după șarjare, retorta basculantă fiind deplasată, pentru preîncălzirea șarjei, în interiorul unei coloane care este prevăzută la interior cu niște arzătoare ce pot translata în plan vertical pentru reglarea optimă a distanței până la încărcătură, coloana fiind prevăzută și cu un sistem de aspirație a gazelor, retorta basculantă fiind deplasată după preîncălzirea încărcăturii, pentru topirea acesteia, în interiorul unei coloane prevăzută cu un sistem de captare a gazelor dezvoltate și de reținere a microparticulelor antrenate, pentru amorsarea reacției exotermeîn interiorul coloanei, fiind prevăzut un dispozitiv rotativ tip perie cu electrozi metalici care se poate deplasa în plan vertical pentru atingerea distanței optime cu aliajul metalic din retorta basculantă , instalația având și o platformă de lucru pentru extragerea zgurei oxidante formată după inițierea și definitivarea topirii, din retorta basculantă, formarea altei zguri și deversarea aliajul lichid într-o oală de turnare de tratare în stare lichidă a aliajului metalic, pentru definitivarea elaborării aliajului metalic, fiind prevăzută o coloană în care este adusă cu transportorul oala de turnare și care are un sistem pentru aspirație a gazelor și un dispozitiv de agitare mecanică a băii metalice, ce se poate deplasa în plan vertical pentru omogenizarea chimică și termică a aliajului.
Procedeul și instalația conforme invenției prezintă următoarele avantaje:
- preț de cost relativ scăzut al amestecurilor exoterm și de tratare secundară a aliajului feros, utilizate;
- invenstiție minimă, datorită simplității constructive a instalației propuse;
- elimină instalațiile și dispozitivele sofisticate specifice procedeelor actuale;
- nu necesită materiale refractare fasonate, întrebuințate la zidirea cuptoarelor;
- necesită personal minim pentru deservire cu calificare medie.
Invenția este prezentată, în continuare, printr-un exemplu de realizare a invenției propuse, în legătură și cu fig. 1...3, care reprezintă:
- fig. 1, secțiune în plan vertical a instalației de obținere a aliajului feros;
- fig. 2, vedere de sus a instalației de obțiunere a aliajului feros;
- fig. 3, secțiune transversală printr-un dispozitiv rotativ pentru inițierea și amorsarea amestecului exoterm.
Procedeul de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, conform invenției propuse, constă în topirea unei încărcături 3 metalice și nemetalice a unei șarje de fontă sau oțel, care în prealabil a fost preîncălzită în interiorul unei coloane 5, topire realizată în interiorul unei coloane 7 cu un amestec exoterm c, utilizat în proporție de 30...60% din încărcătura șarjei când amestecul exoterm c are fracția granulometrică de 0,1-1,0 mm și care este constituit în procente de greutate, din: 20...30% aluminiu pulbere + 0,5...10% ferosiliciu +
10... 15% minereu fier + 10...15% burete de fier + 5...10% oxizi de fier + 5...10% șpan de fontă sau oțel + 0...5% grafit + 1...5% azotat de sodiu sau potasiu, în rest - țunder, fiind ușor de preparat și capabil să furnizeze constant o degajare de căldură suficientă, în care șpanul de fontă sau oțel este sub formă de așchii cu lungimea și grosimea de maximum 4 cm, respectiv - de 4 mm, și care prezintă o bună reproductibilitate a procesului de amorsare a reacției la contactul cu picături de aliaj lichid. După topirea încărcăturii 3, aceasta se tratează suplimentar în interiorul unei coloane 11, într-o oală de turnare 10, cu niște compoziții granulare având fracțiile granulometrice cuprinse între 0,1 și 1,0 mm, utilizate într-un raport de 0,5...5% din greutatea aliajului lichid, care pot avea caracter exoterm sau nu, fiind constituite, în procente de greutate, din: 1...30% aluminiu + 1...6% ferosiliciu + 1...5% carbonat
RO 125774 Β1 de calciu + 0...3% oxid de calciu + 0...5% grafit + 1...5% azotat de sodiu sau de potasiu, 1 0...10% prealiaje de aliere, în rest- țunder, permițând barbotarea puternică a băii în contact cu aceste compoziții și intensificând procesele de omogenizare termică și chimică, com- 3 poziție care contribuie la reducerea în același timp a conținutului de gaze și a incluziunilor nemetalice, datorită diminuării de oxizi și sulfuri. 5
După definitivarea compoziției chimice prestabilite a aliajului lichid, cât și a temperaturii de turnare, prin adaosuri de materiale specifice încărcăturii 3, respectiv - de amestec 7 exoterm c, la cantitățile prestabilite necesare, se extrage oala de turnare 10 din coloana 11, cu ajutorul transportorului metalic 1 pe o platformă de lucru 9, de unde apoi se deplasează 9 la standul de turnare, în vederea umplerii formelor astfel pregătite.
Instalația de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, conform invenției, utili- 11 zează un transportor 1 metalic, tip bandă rulantă, pe care se așază o retortă basculantă 2, ce conține o încărcătură 3 metalică și nemetalică, specifică unei compoziții chimice pre- 13 stabilite de fontă sau oțel, provenită de la un sistem 4 automatizat de stocare-alimentare, unde, după șarjare, retorta basculantă 2 este deplasată în interiorul unei coloane 5 pentru 15 preîncălzirea șarjei, care este prevăzută la interior cu niște arzătoare 6 ce pot translata în plan vertical pentru reglarea optimă a distanței dintre flacără și încărcătura 3 din interiorul 17 retortei basculante 2, coloana 5 fiind prevăzută și cu un sistem a de aspirație a gazelor. După atingerea temperaturii de preîncălzire stabilite a încărcăturii 3, cu ajutorul transportorului 1 19 metalic, se deplaseză retorta basculantă 2, în interiorul unei coloane 7, pentru amorsarea reacției exoterme și topirea propriu-zisă a încărcăturii 3, în interioarul coloanei 7 fiind pre- 21 văzut și un sistem b de captare a gazelor dezvoltate și de reținere a microparticulelor antrenate, iar pentru amorsarea reacției exoterme, în interiorul coloanei 7 este dispus un dispozitiv 23 8, rotativ, tip perie cu electrozi metalici, care se poate deplasa în plan vertical pentru atingerea distanței optime cu picături de aliaj lichid a unui amestec exoterm c, care s-a depus 25 în prealabil la cantitatea necesară prestabilită peste suprafața încărcăturii 3, preîncălzite.
După inițierea și definitivarea topirii, se scoate retorta basculantă 2 din coloana 7 pe 27 o platformă 9 de lucru, unde se extrage zgura oxidantă formată prin înclinarea retortei basculante 2 și se formează o altă zgură la compoziția prestabilită, după care se deversează 29 aliajul lichid într-o oală de tunare 10, unde atât pe fundul acesteia, cât și în niște recipiente metalice f, s-au depus compoziții granulare cu caracter exoterm sau nu, în cantitățile 31 prestabilite, din categoria elementelor de aliere, dezoxidante și desulfurante, după care oala de turnare 10 se deplasează cu transportorul 1 metalic, pentru definitivarea elaborării, în inte- 33 riorul unei colane 11 în care se află un sistem d, pentru aspirația gazelor și un dispozitiv 12 de agitare mecanică a băii metalice, ce se poate deplasa în plan vertical, pentru omoge- 35 nizarea chimică și termică a aliajului.
Dispozitivul 8 rotativ tip perie, în scopul generării de picături lichide metalice pentru 37 inițierea și amorsarea reacției de aprindere a amestecului exoterm c, a asigurării reproductibilității aprinderii acestuia, precum și a uniformizării suprafeței și a microvolumelor de ardere 39 în toată masa amestecului exoterm c, are niște electrozi metalici 13 dispuși concentric pe un suport de prindere în formă de disc 15, ce constituie un pol electric cu rol de masă, pe 41 fiecare electrod 13 fiind sudate niște segmente 14 scurte metalice, paralele, dispuse diametral opuse pe toată lungimea acestuia, pentru mărirea suprafeței de contact prin rotire cu 43 amestecul exoterm c, pentru închiderea circuitului electric de joasă tensiune, existând un alt electrod g, mobil, prevăzut cu un vârf activ de contact, ce constituie celălalt pol electric, 45 scurtcircuitarea și topirea locală a electrozilor 13 metalici încastrați în discul 15 fiind asigurată prin intermediul unei articulații mobile h din extremitatea superioară a electrodului g și al unui 47 resort j ce permite contactul mecanic și electric permanent cu electrozii 13 metalici.
Se dă, în continuare, un exemplu practic de elaborare a unei șarje de oțel aliat având 49 masa de 90 kg.
RO 125774 Β1 într-o retortă s-a utilizat o încărcătură constituită din următoarele materiale: 80 kg încărcătură feroasă din oțel (50 kg șpan de oțel + 30 kg deșeuri mărunțite de oțel carbon ) + 2 kg ferocrom + 1 kg nichel electrolitic + 7 kg zgură (5 kg oxid de calciu + 2 kg fluorură de calciu).
încărcătura s-a preîncălzit cu un arzător de gaz metan cu insuflare de aer până la aproximativ 750...800°C, după care s-au depus la partea superioară a șarjei 40 kg de amestec exoterm pentru topirea încărcăturii, constituit din 20 kg aluminiu pulbere, 1 kg ferosiliciu, 75,4 kg minereu de fier, 4 kg burete de fier, 3 kg oxizi de fier, 4 kg șpan de oțel, 0,1 kg grafit, 3 kg azotat de sodiu și 2,9 kg țunder; s-a amorsat reacția exotermă cu un dispozitiv rotativ cu electrozi metalici, alimentat la un curent de joasă tensiune, iar după topirea șarjei, s-a extras zgura oxidică, după care s-a format o altă zgură constituită din 2 kg oxid de calciu + 1 kg fluorură de calciu.
în continuare, s-a deversat aliajul lichid într-o oală de turnare, în prealabil încălzită la 750°C, unde, în planul vertical s-au dispus două recipiente metalice care conțineau 2 kg de compoziții granulare pentru tratarea suplimentară a aliajului lichid, pentru dezoxidare, desulfurare și agitare a băii, iar la partea inferioară a oalei s-a depus 1 kg din aceeași compoziție granulară, constituită din 300 g aluminiu pulberi + 600 g ferosiliciu 75 + 300 g carbonat de calciu + 100 g oxid de calciu +100 g grafit + 300 g azotat de sodiu + 1300 g țunder.
Recipientele metalice s-au executat din tablă de oțel cu grosimea de 1,0 mm, având dimensiunile de 0 60 x 200 mm. S-a obținut o compoziție de oțel aliat cu 0,20% carbon, 0,35% siliciu, 0,72% mangan, 0,022% fosfor, 0,019% sulf, 1,2% nichel, 1,5% crom și 0,05% aluminiu. Aliajul s-a turnat la temperatura de 1600°C, obținându-se piese cu configurații geometrice complexe.
Procedeul propus se bazează pe reacțiile exoterme de oxido-reducere dintre oxizii de fier și aluminiu, de forma:
3FeO + 2 Al ~ 3Fe + Al2 O3 + 870 kJ
3Fe2O3 + 2 Al 2Fe + AI2O3 + 866 kJ
3Fe304 + 8AI - 9Fe + 4AI203 + 32 34 kJ
4AI + 3O2 -2 AI203 + 1669 kJ
Siliciul și carbonul joacă un rol secundar în amestecurile exoterme:
3Si + 2Fe203 «· 3SiO2 + 4Fe + 1376 kJ
MeO + C «· Me + CO , în care Me poate fi Fe, Mn, Si sau alt metal.
Amestecul exoterm se va livra de producător presat în tuburi, dintr-un material neutru sau dezoxidant, la lungimi și diametre strict corespunzătoare șarjei de topire, sau va fi ambalat în saci impermeabili din materiale care în timpul arderii să nu degaje fum sau gaze dăunătoare șarjei de aliaj topit, respectiv, mediului.
Amestecul exoterm, precum și zgurele granulare vor avea înscris pe ambalajul de livrare compoziția și calitatea lor, cât și condițiile de manipulare, depozitare și transport, inclusiv indicațiile de corespondență cu categoria de aliaj obținut.
Claims (7)
1. Procedeu de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, care pentru evitarea 3 consumului de energie electrică pentru topirea și elaborarea acestora, folosește un amestec exoterm de topire format din țunder în amestec cu maximum 30% pulbere de aluminiu și 5 elemente chimice de adaos, depus la partea superioară a încărcăturii metalice, și o fază de tratare a metalului lichid rezultat incluzând și dezoxidarea, în oală de turnare, prin depunerea 7 unui amestec pulverulent de rafinare, aliere sau modificare a aliajului la fundul oalei, caracterizat prin aceea că amestecul exoterm utilizat pentru topirea unei încărcături metalice și 9 nemetalice a unei șarje specifice de fontă sau oțel, după preîncălzirea acesteia, este adăugat într-un raport de 30...60% din încărcătură cu granulația de 0,1...1,0 mm și are 11 compoziția constituită în procente de greutate, din: 20...30% aluminiu pulbere; 0,5...10% ferosiliciu; 10...15% minereu fier; 10...15% burete de fier; 5...10% oxizi de fier; 5...10% șpan 13 de fontă sau oțel; 0...5% grafit; 1...5% azotat de sodiu sau potasiu, 0...10% prealiaje, și în rest țunder, șpanul de fontă sau oțel utilizat sub formă de așchii având atât lungimea, cât 15 și grosimea de maximum 4 mm, respectiv de 4 cm.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că topitura metalică de 17 fontă sau oțel, obținută cu amestecul exoterm utilizat, este tratată suplimentar în scopul definitivării procesului tehnologic de elaborare, într-o oală de turnare în care are loc alierea, 19 dezoxidarea finală și desulfurarea avansată, prin depunerea pe fundul acesteia și prin introducerea în niște recipiente metalice, dispuse în planul vertical al oalei, a unor compoziții gra- 21 nulare cu fracțiile granulometrice cuprinse între 0,1 și 1,0 mm, utilizate într-un raport de 0,5...5% din greutatea aliajului lichid, care pot avea caracter exoterm sau nu, și care sunt 23 constituite, în procente de greutate, din: 1...30% aluminiu + 1...6% ferosiliciu + 1...5% carbonat de calciu + 0...3% oxid de calciu + 0...5% grafit + 1...5% azotat de sodiu sau de potasiu, 25 0...10% prealiaje de aliere, în rest țunder, ce permit reducerea conținutului de gaze și a incluziunilor nemetalice, datorită diminuării de oxizi și sulfuri și barbotarea puternică a băii 27 metalice.
3. Instalație de obținere exotermă a aliajelor metalice feroase, pentru aplicarea 29 procedeului conform revendicărilor 1 și 2, ce utilizează un transportor (1) metalic pe care se așază o retortă basculantă (2) ce conține o încărcătură (3) metalică și nemetalică, specifică 31 unei compoziții chimice prestabilite de fontă sau oțel, provenită de la un sistem (
4) automatizat de stocare-alimentare unde, după șarjare, retorta basculantă (2) fiind deplasată, pentru 33 preîncălzirea șarjei, în interiorul unei coloane (5) care este prevăzută la interior cu niște arzătoare (6) ce pot transla în plan vertical, pentru reglarea optimă a distanței până la încăr- 35 cătura (3), caracterizată prin aceea că, coloana (5) mai este prevăzută cu un sistem (a) de aspirație a gazelor, transportorul (1) este de tip bandă rulantă ce deplaseză retorta bas- 37 culantă (2), după preîncălzirea încărcăturii (3), pentru topirea acesteia, în interiorul unei coloane (7) prevăzute cu un sistem (b) de captare a gazelor dezvoltate și de reținere a 39 microparticulelor antrenate, iar pentru amorsarea reacției exoterme în interiorul coloanei (7), este prevăzut un dispozitiv (8) rotativ tip perie cu electrozi metalici care se poate deplasa în 41 plan vertical pentru atingerea distanței optime cu aliajul metalic din retorta basculantă (2), precum și o platformă (9) de lucru, pentru extragerea zgurei oxidante formată după inițierea 43 și definitivarea topirii, din retorta basculantă (2), formarea altei zguri și deversarea aliajului lichid într-o oală de turnare (10) de tratare în stare lichidă a aliajului metalic, pentru 45 definitivarea elaborării aliajului metalic, fiind prevăzută o coloană (11) în care este adusă oala de turnare (10) cu transportorul (1) și care are un sistem (d) pentru aspirație a gazelor 47 și un dispozitiv (12) de agitare mecanică a băii metalice, ce se poate deplasa în plan vertical pentru omogenizarea chimică și termică a aliajului. 49
RO 125774 Β1
1 4. Instalație conform revendicării 3, caracterizată prin aceea că, în scopul generării de picături lichide metalice, pentru inițierea și amorsarea reacției de aprindere a amestecului
3 exoterm (c), a asigurării reproductibilității aprinderii acestuia, precum și a uniformizării suprafeței și a microvolumelor de ardere în toată masa amestecului exoterm (c), are un
5 dispozitiv (8) rotativ tip perie cu electrozi metalici (13) dispuși concentric pe un suport de prindere în formă de disc (15), ce constituie un pol electric cu rol de masă, pe fiecare elec7 trod (13) fiind sudate niște segmente (14) scurte metalice, paralele, dispuse diametral opuse pe toată lungimea acestuia, pentru mărirea suprafeței de contact prin rotire cu amestecul
9 exoterm (c), pentru închiderea circuitului electric de joasă tensiune, existând un alt electrod (g) mobil, prevăzut cu un vârf activ de contact, ce constituie celălalt pol electric, scurtcir11 cuitarea și topirea locală a electrozilor (13) metalici încastrați în discul (15) fiind asigurată prin intermediul unei articulații mobile (h) din extremitatea superioară a electrodului (g) și al
13 unui resort (j) ce permite contactul mecanic și electric permanent cu electrozii (13) metalici.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA200500207A RO125774B1 (ro) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA200500207A RO125774B1 (ro) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO125774A2 RO125774A2 (ro) | 2010-10-29 |
| RO125774B1 true RO125774B1 (ro) | 2011-07-29 |
Family
ID=44508392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA200500207A RO125774B1 (ro) | 2005-03-08 | 2005-03-08 | PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO125774B1 (ro) |
-
2005
- 2005-03-08 RO ROA200500207A patent/RO125774B1/ro unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO125774A2 (ro) | 2010-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3472649A (en) | Electric-arc steelmaking | |
| JP3699123B2 (ja) | 鋳物用鉄の製造方法 | |
| JPH01139711A (ja) | 溶融金属浴への熱エネルギー供給方法 | |
| CN110073161B (zh) | 电炉 | |
| ES2334870B1 (es) | Horno de induccion modificado para la eliminacion de residuos siderurgicos con cinc con recuperacion de sus metales. | |
| JP2010265485A (ja) | アーク炉の操業方法 | |
| JP6729720B2 (ja) | 電気炉 | |
| JP5236926B2 (ja) | 溶鋼の製造方法 | |
| RU2539890C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи и электродуговая печь | |
| JP2016145393A (ja) | アーク炉の操業方法及び溶鋼の製造方法 | |
| JPH0148341B2 (ro) | ||
| Dragna et al. | Methods of steel manufacturing-The electric arc furnace | |
| JP3539263B2 (ja) | 金属含有物からの還元金属の製造方法および還元金属製造用移動型炉床炉 | |
| CN117280048A (zh) | 电炉及制钢方法 | |
| JP5581760B2 (ja) | 鋼屑中の銅の除去方法及び鋼屑を鉄源とした溶鋼の製造方法 | |
| RO125774B1 (ro) | PROCEDEU Șl INSTALAȚIE DE OBȚINERE EXOTERMĂ A ALIAJELOR METALICE FEROASE | |
| US2694097A (en) | Electric smelting equipment and method of using same | |
| CA2532927C (en) | Method of charging fine-grained metals into an electric-arc furnace | |
| JP4077533B2 (ja) | 金属溶解方法 | |
| JPH05125460A (ja) | 金属材料の処理装置及び処理方法 | |
| US3964897A (en) | Method and arrangement for melting charges, particularly for use in the production of steel | |
| US3690867A (en) | Electric-arc steelmaking | |
| RU2860437C2 (ru) | Способ растворения тугоплавких настылей в автогенных агрегатах при использовании пространственно-ориентируемой горелки с каналом для подачи восстановителя | |
| RU2649476C2 (ru) | Способ выплавки стали в агрегате печь-ковш | |
| RU2828265C2 (ru) | Электрическая печь и способ сталелитейного производства |