RU2090624C1 - material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof - Google Patents
material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2090624C1 RU2090624C1 RU9595116752A RU95116752A RU2090624C1 RU 2090624 C1 RU2090624 C1 RU 2090624C1 RU 9595116752 A RU9595116752 A RU 9595116752A RU 95116752 A RU95116752 A RU 95116752A RU 2090624 C1 RU2090624 C1 RU 2090624C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- granules
- carbon
- molds
- ingots
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D3/00—Pig or like casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D5/00—Machines or plants for pig or like casting
- B22D5/04—Machines or plants for pig or like casting with endless casting conveyors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
- C22B1/245—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к технологии предварительной обработки железосодержащих руд, а более точно к получению железорудных концентратов с заранее заданным составом, к способам и устройствам для изготовления полуфабрикатов (чушек), содержащих железорудные концентраты и предназначенных для использования в качестве одной из составляющих шихты при выплавке стали в электропечах и в качестве охладителя, взамен металлолома, для выплавки стали в конвертерах. The present invention relates to the metallurgy of ferrous metals, and in particular to a technology for the preliminary processing of iron-containing ores, and more specifically to obtaining iron ore concentrates with a predetermined composition, to methods and devices for the manufacture of semi-finished products (ingots) containing iron ore concentrates and intended for use as one of the components of the charge during steelmaking in electric furnaces and as a cooler, instead of scrap metal, for steelmaking in converters.
Широко известны железорудные концентраты с различными составами, в зависимости от их назначения в дальнейшей технологии производства стали, известны также и способы их получения, например, в виде окатышей, как это изложено в [1]
В приведенном способе на каждую частицу из измельченного топлива (углеродсодержащего материала) накатывают оболочку из железорудной и офлюсованной смеси, затем полученную гранулу сушат и отжигают. В результате получают железорудные окатыши, содержащие остаточный углерод, причем углеродсодержащий материал имеет значительно более крупную фракцию, чем железорудная и офлюсованная составляющие и выполняет функцию зародыша.Iron ore concentrates with various compositions are widely known, depending on their purpose in the further steel production technology, methods for their preparation are also known, for example, in the form of pellets, as described in [1]
In the above method, a shell of iron ore and fluxed mixture is rolled onto each particle of crushed fuel (carbon-containing material), then the resulting granule is dried and annealed. The result is iron ore pellets containing residual carbon, and the carbon-containing material has a significantly larger fraction than the iron ore and fluxed components and serves as the nucleus.
Указанные окатыши, в зависимости от используемой фракции углеродсодержащего зерна и диаметра окатыша содержит остаточный углерод в пределах от 44,0 до 65,0% от углеродсодержащего ядра в сырых окатышах (от 1,0 до 1,7%). These pellets, depending on the fraction of carbon-containing grain used and the diameter of the pellet, contains residual carbon in the range from 44.0 to 65.0% of the carbon-containing core in raw pellets (1.0 to 1.7%).
Использование окатышей с таким содержанием углерода в технологии получения высокоуглеродистых марок сталей, например Y12A, экономически нецелесообразно, так как требует дополнительного введения в шихту, загружаемую в печь, углеродсодержащих материалов, например, электродного боя, который необходимо специально подготавливать (измельчать до заданной фракции). The use of pellets with such a carbon content in the technology for producing high-carbon steel grades, for example, Y12A, is not economically feasible, since it requires additional introduction of carbon-containing materials, for example, electrode combat, into the charge loaded into the furnace, which must be specially prepared (crushed to a predetermined fraction).
Кроме того, непосредственная загрузка окатышей в сталеплавильную печь неэффективна. In addition, the direct loading of pellets into a steel furnace is inefficient.
Использование в приведенном способе операции упрочнения окатыша путем обжига требует, кроме значительных эксплуатационных и капитальных затрат на обжиг, дополнительных затрат на обеспечение экологической чистоты производства окатышей. Кроме того, обожженный окатыш имеет низкую прочность при восстановлении. The use of the operation of hardening the pellet by firing in the above method requires, in addition to significant operational and capital costs for firing, additional costs for ensuring the environmental cleanliness of the production of pellets. In addition, the calcined pellet has a low strength during recovery.
Предпринимались попытки изготовления шихтовых заготовок, выполненных в виде чушек из смеси чугуна, железорудных окатышей и углеродсодержащего материала, для исключения непосредственного введения в печь углеродсодержащего материала. Attempts have been made to manufacture billets made in the form of ingots from a mixture of cast iron, iron ore pellets and carbon-containing material, to exclude the direct introduction of carbon-containing material into the furnace.
Например, известен "Полуфабрикат для металлургического передела", представляющий собой механическую смесь в соотношении компонентов в мас. For example, the well-known "Semi-finished product for metallurgical processing", which is a mechanical mixture in the ratio of components in wt.
железорудные окатыши 5,0-17,0
углеродсодержащий материал 0,3-5,0,
чугун остальное,
где в качестве углеродсодержащего материала использован электродный бой, кокс или антрацит с диаметром от 1,0 до 10,0 мм [2]
Указанный полуфабрикат имеет недостаточное суммарное (в чугуне и углеродсодержащем материале) содержание углерода, не позволяющее обойтись в процессе выплавки стали без дополнительного введения в печь науглероживателя, что увеличивает время плавки, потребление электроэнергии и кислорода.iron ore pellets 5.0-17.0
carbon-containing material 0.3-5.0,
cast iron else
where an electrode fight, coke or anthracite with a diameter of 1.0 to 10.0 mm is used as a carbon-containing material [2]
The specified semi-finished product has an insufficient total (in cast iron and carbon-containing material) carbon content, which does not make it possible to dispense with the steelmaking process without additional introduction of a carburizer into the furnace, which increases the melting time, the consumption of electricity and oxygen.
Способ получения чушки полуфабриката, изложенный в упомянутом описании предусматривает загрузку мульды вначале углеродсодержащим материалом (коксом), затем железорудными окатышами фракциями от 1,0 до 10,0 мм каждого компонента и заливку их жидким чугуном. The method of producing ingots of semi-finished product described in the above description involves loading the molds first with carbon-containing material (coke), then with iron ore pellets with fractions from 1.0 to 10.0 mm of each component and pouring them with molten iron.
Этот способ трудноосуществим практически из-за шестикратной разницы в плотности чугуна и углеродсодержащего материала и несмачиваемости углерода жидким чугуном, что не обеспечивает заполнение остывающим после прохождения верхнего слоя окатышей чугуном нижней части мульды, а также приводит к всплытию на поверхность чушки частиц углеродсодержащего материала, и в конечном итоге приводит к потерям углеродсодержащего материала из-за его высыпания с поверхности чушек при их транспортировке и перегрузке. This method is difficult to implement practically because of the six-fold difference in the density of cast iron and carbon-containing material and non-wettability of carbon by liquid cast iron, which does not ensure that the bottom of the tin-plate cooling by cooling with the passage of the upper layer of pellets, and also leads to the surfacing of particles of carbon-containing material on the ingot surface, and ultimately leads to the loss of carbon-containing material due to its precipitation from the surface of the ingots during their transportation and overload.
Кроме того, реализация описываемого способа получения чушки требует дополнительного оборудования для измельчения, дозирования и загрузки углеродсодержащего материала в мульды, что увеличивает стоимость чушки. In addition, the implementation of the described method for producing ingots requires additional equipment for grinding, dosing and loading carbon-containing material into molds, which increases the cost of ingots.
Применяемые для получения чушек разливочные машины хорошо известны и содержат унифицированные механизмы, основными из которых являются наклонные транспортеры с установленными на них мульдами, питатели с дозаторами для подачи в мульды сыпучих компонентов, заливочное устройство для подачи расплава чугуна и устройство охлаждения чушек для облегчения их разгрузки [3]
Приведенная конструкция разливочной машины не исключает потерь окатышей при заливке их расплавом чугуна.Casting machines used to produce pigs are well-known and contain standardized mechanisms, the main of which are inclined conveyors with molds mounted on them, feeders with dispensers for feeding loose components into the molds, a casting device for supplying molten iron and ingots cooling device to facilitate their unloading [ 3]
The design of the casting machine does not exclude the loss of pellets when casting them with molten iron.
Технической задачей группы изобретений, связанных между собой единым изобретательским замыслом, является изготовление исходного железорудного концентрата с высоким содержанием углерода, обеспечение изготовления с использованием полученного железоуглеродистого концентрата полуфабрикатов, в виде чушек, с высоким содержанием углерода, для дальнейшего сталеплавильного передела в высокоуглеродистые марки сталей, исключающего непосредственную загрузку сталеплавильной печи углеродсодержащим материалом, и обеспечивающего экономическую эффективность получения конечного продукта-стали. The technical task of the group of inventions that are interconnected by a single inventive concept is to produce the initial iron ore concentrate with a high carbon content, to ensure the manufacture of semi-finished products in the form of ingots with a high carbon content using the obtained iron-carbon concentrate for further steel smelting into high-carbon steel grades, excluding direct loading of the steelmaking furnace with carbon-containing material, and providing economic th efficacy of the final product-producing steel.
Поставленная задача решается тем, что в материале для изготовления чушек для сталеплавильного передела в виде гранул, содержащих железорудный концентрат, углерод и связующее, согласно изобретению каждая гранула представляет собой обладающую магнитными свойствами железоуглеродистую смесь при следующем соотношении компонентов в мас. The problem is solved in that in the material for the manufacture of ingots for steelmaking in the form of granules containing iron ore concentrate, carbon and a binder, according to the invention, each granule is a magnetically iron-carbon mixture in the following ratio of components in wt.
углерод 15,0-30,0
связующее 0,5-12,0
железорудный концентрат остальное.carbon 15.0-30.0
binder 0.5-12.0
iron ore concentrate the rest.
Содержание углерода менее 15,0% не обеспечивает необходимые условия для науглероживания ванны в сталеплавильном переделе и требует дополнительного ввода углеродсодержащих материалов. Содержание углерода в количестве более 30,0% является избыточным и требует дополнительной продувки кислородом, что приводит к увеличению времени плавки и расходу электроэнергии и кислорода. A carbon content of less than 15.0% does not provide the necessary conditions for carburizing the bath in the steelmaking process and requires additional input of carbon-containing materials. The carbon content in an amount of more than 30.0% is excessive and requires additional purging with oxygen, which leads to an increase in smelting time and the consumption of electricity and oxygen.
Оптимальным является размер гранул от 10,0 до 25,0 мм в диаметре. The optimum is the size of the granules from 10.0 to 25.0 mm in diameter.
Использование в качестве наилучшего связующего извести обеспечивает улучшение восстановления железа из гранул, вследствие предотвращения образования вюстита (FeO). При содержании извести более 12,0% ухудшаются условия десульфурации гранул в сталеплавильной печи, а также снижается прочность сырых гранул. The use of lime as the best binder provides an improvement in the recovery of iron from the granules, due to the prevention of the formation of wustite (FeO). When the lime content is more than 12.0%, the conditions for desulphurization of granules in a steel furnace are worsened, and the strength of raw granules is also reduced.
Содержание связующего в виде бентонита менее 0,5% не обеспечивает выполнение функций связующего, а дальнейшее увеличение его содержания снижает объем железорудного концентрата в гранулах. The binder content in the form of bentonite of less than 0.5% does not provide the functions of a binder, and a further increase in its content reduces the volume of iron ore concentrate in granules.
Получение гранул заявляемого состава, обеспечивается способом, включающим раздельное измельчение железорудного концентрата, углеродсодержащего материала и связующего, дозирование каждого составляющего, формование гранул, их сушку и упрочнение, в котором согласно изобретению каждое составляющее измельчают до фракции одного размера, перед формированием тщательно перемешивают все компоненты, а упрочнение гранул осуществляют гидротепловой обработкой. Obtaining granules of the claimed composition is provided by a method including separate grinding of iron ore concentrate, carbon-containing material and a binder, dosing of each component, molding of granules, their drying and hardening, in which according to the invention each component is crushed to a fraction of the same size, all components are thoroughly mixed before formation, and hardening of the granules is carried out by hydrothermal treatment.
Наилучший результат достигается измельчением каждого составляющего до размеров, не превышающих 0,01 мм, что обеспечивает равномерное распределение компонентов в объеме каждой гранулы и ее прочность. The best result is achieved by grinding each component to sizes not exceeding 0.01 mm, which ensures uniform distribution of components in the volume of each granule and its strength.
Полученные таким образом железоуглеродистые гранулы, прошедшие стадию безобжигового упрочнения имеют стабильное процентное содержание каждого составляющего композицию в каждой грануле, равномерное распределение в ней составляющих и одинаковые размер и форму, что обеспечивает высокую восстанавливаемость железа в последующем сталеплавильном переделе. The thus obtained iron-carbon granules that have passed the stage of non-firing hardening have a stable percentage of each component in the composition in each granule, a uniform distribution of its components and the same size and shape, which ensures high reducibility of iron in the subsequent steel-smelting.
Железоуглеродистые гранулы обладают магнитными свойствами, что обусловлено сохранением магнитных свойств железорудным концентратом. Также преимуществом полученных гранул является их прочность и, как следствие-отсутствие мелочи, ухудшающей газодинамические условия в сталеплавильной печи. Iron-carbon granules have magnetic properties, which is due to the conservation of magnetic properties of iron ore concentrate. Another advantage of the obtained granules is their strength and, as a result, the absence of fines, worsening the gas-dynamic conditions in a steel-smelting furnace.
Применение полученного по приведенному способу железоуглеродистого материала путем непосредственной завалки в сталеплавильную печь нецелесообразно в связи с дополнительными трудностями его введения, связанными с невысокой плотностью и малым весом гранулы. The use of the iron-carbon material obtained by the above method by direct filling into a steel-smelting furnace is impractical due to the additional difficulties of its introduction associated with the low density and low weight of the granules.
Поэтому естественным продолжением для обеспечения наилучших условий применения полученного железоуглеродистого материала в сталеплавильном производстве является изготовление чушки чугуна с распределенными в ее объеме железоуглеродистыми гранулами. Therefore, a natural continuation to ensure the best conditions for the use of the obtained iron-carbon material in steelmaking is the manufacture of pig iron with iron-carbon granules distributed in its volume.
Чушка для сталеплавильного передела, содержащая размещенные в отвержденном чугуне железоуглеродистый материал, согласно изобретению содержит железоуглеродистые гранулы, имеющие состав в мас. Ingots for steelmaking, containing placed in the cured cast iron iron-carbon material, according to the invention contains iron-carbon granules having a composition in wt.
углерод 15,0-30,0
связующее 0,5-12,0
железорудный концентрат остальное,
а ее поверхность представляет собой монолитный чугун при соотношении компонентов в мас.carbon 15.0-30.0
binder 0.5-12.0
iron ore concentrate
and its surface is a cast iron with a ratio of components in wt.
железоуглеродистые гранулы 15,0-30,0
чугун остальное.iron-carbon granules 15.0-30.0
cast iron the rest.
Введение в состав чушки железоуглеродистых гранул менее 15,0% нецелесообразно для дальнейшего сталеплавильного передела. Превышение доли 30,0% железоуглеродистых гранул в чушке также нецелесообразно, потому что объем гранул в таком случае превышает объем мульды и при таком соотношении компонентов не обеспечивается получение качественной чушки. Introduction to the composition of ingots of iron-carbon granules of less than 15.0% is impractical for further steelmaking. Exceeding the share of 30.0% of iron-carbon granules in the ingot is also impractical, because the volume of granules in this case exceeds the volume of the mold, and with this ratio of components the quality ingots are not obtained.
Оптимальная масса чушки составляет от 8,0 до 45,0 кг. The optimum mass of pigs is from 8.0 to 45.0 kg.
При весе чушки менее 8,0 кг не обеспечивается прочность при транспортировке и перегрузках. При весе чушки 45,0 кг значительно усложняется процесс ее изготовления, и использование таких чушек в электросталеплавильном производстве нецелесообразно из-за резко возрастающих затрат на проведение плавок, в связи с невозможностью использования имеющегося стандартного оборудования. With ingots weighing less than 8.0 kg, durability during transportation and overloads is not ensured. With ingots weighing 45.0 kg, the process of its manufacture is much more complicated, and the use of such ingots in electric steelmaking is impractical due to the sharply increasing costs for melting, due to the inability to use existing standard equipment.
Заявляемый состав чушки, обеспечивается способом ее изготовления, включающем дозированное заполнение перемещающихся мульд железоуглеродистым материалом и последующую заливку расплавом чугуна, в котором, согласно изобретению, мульды заполняют гранулами состава в мас. The inventive composition of ingots is provided by a method for its manufacture, including dosing filling of moving molds with iron-carbon material and subsequent pouring of molten iron, in which, according to the invention, the molds are filled with granules of the composition in wt.
углерод 15,0-30,0
связующее 0,5-12,0
железорудный концентрат остальное
и заполнение мульд гранулами и расплавом чугуна производят в магнитном поле.carbon 15.0-30.0
binder 0.5-12.0
iron ore concentrate
and filling the molds with granules and molten iron is produced in a magnetic field.
Магнитное поле обеспечивает равномерное распределение гранул в расплаве чугуна и предотвращает их всплытие на его поверхность. The magnetic field ensures uniform distribution of granules in the molten iron and prevents them from floating to its surface.
При заполнении мульд используют гранулы диаметром от 10,0 до 25,0 мм. When filling the molds, granules with a diameter of 10.0 to 25.0 mm are used.
Гранулы перед подачей в мульды сушат до остаточной влажности не более 2,0 для предотвращения выбросов гранул при заливке расплавом чугуна. The granules are dried to a residual moisture content of not more than 2.0 before being fed into the molds to prevent the release of granules when casting molten iron.
Каждую порцию гранул дозируют один раз в объеме 75,0-90,0% от объема мульды. Each portion of the granules is dosed once in a volume of 75.0-90.0% of the volume of the mold.
Расплав чугуна подают при температуре в ковше от 1150,0 до 1360,0oC и содержании кремния от 0,4 до 1,2%
Мульды с гранулами заполняют расплавом чугуна частично переливом из мульды в мульду навстречу направлению их перемещения и частично непосредственно в мульды в направлении их перемещения для обеспечения получения чушки с поверхностью монолитного чугуна.The molten iron is served at a temperature in the bucket from 1150.0 to 1360.0 o C and a silicon content of from 0.4 to 1.2%
Moulds with granules are filled with molten iron, partly overflowing from the molds to the molds towards the direction of their movement and partially directly into the molds in the direction of their movement to ensure ingots with the surface of cast iron.
Силу магнитного поля, воздействующего на гранулы в расплаве чугуна, обеспечивают с превышением выталкивающей силы Архимеда не менее чем на 5,0%
Подача расплава чугуна с температурой ниже 1150,0oC нецелесообразна из-за частичного заполнения им всего объема мульды с гранулами в связи с его низкой текучестью.The strength of the magnetic field acting on the granules in the molten iron is provided with an excess of the buoyancy force of Archimedes by at least 5.0%
The supply of molten iron with a temperature below 1150.0 o C is impractical due to the partial filling of the entire volume of the mold with granules due to its low fluidity.
При температуре расплава чугуна выше 1360,0oC возможно вымывание гранул из мульды вследствие гидродинамического удара, превышающего силу магнитного поля.When the temperature of the molten iron above 1360.0 o C, leaching of granules from the tinplate is possible due to hydrodynamic shock exceeding the strength of the magnetic field.
Расплав чугуна с содержанием кремния менее 0,4% даже при температуре 1360,0oC имеет недостаточную текучесть, и в результате в разливочном желобе образуется значительное количество застывшего металла.The molten iron with a silicon content of less than 0.4% even at a temperature of 1360.0 o C has insufficient fluidity, and as a result a significant amount of solidified metal is formed in the casting trough.
При концентрации кремния свыше 1,2% процесс образования чушки усложняется из-за высокой подвижности расплава чугуна. Также, в связи с необходимостью окисления кремния, значительно увеличивается время плавки стали в электродуговых печах. At a silicon concentration of over 1.2%, the process of forming ingots is complicated due to the high mobility of the molten iron. Also, due to the need for oxidation of silicon, the melting time of steel in electric arc furnaces is significantly increased.
Мульды с гранулами заполняют расплавом чугуна частично переливом из мульды в мульду навстречу направлению их перемещения, и частично непосредственно в мульды в направлении их перемещения для получения монолитного чугуна по всей поверхности чушки. Moulds with granules are filled with molten iron, partly overflowing from the molds to the molds towards the direction of their movement, and partially directly into the molds in the direction of their movement to obtain monolithic cast iron over the entire surface of the ingot.
Силу магнитного поля, воздействующего из гранулы в расплаве чугуна, обеспечивают с превышением выталкивающей силы Архимеда не менее чем на 5,0%
Способ изготовления чушки реализуется на машине, которая обеспечивает последовательность операций и режимов их осуществления для получения чушки с новым химическим составом, прочностными характеристиками и внешним видом.The strength of the magnetic field acting from the granule in the molten iron is provided with an excess of the buoyancy force of Archimedes by at least 5.0%
A method of manufacturing pigs is implemented on a machine that provides a sequence of operations and modes of their implementation to obtain pigs with a new chemical composition, strength characteristics and appearance.
Машина для получения чушек для сталеплавильного передала, содержащая наклонный транспортер с мульдами, сообщенными между собой, питатель, заливочное устройство со сливным носком и устройством охлаждения мульд, согласно изобретению содержит установленные под транспортером с мульдами магниты, а питатель снабжен калибровочным дозатором с возможностью срабатывания соответственно перемещению мульд. The machine for producing ingots for steelmaking transmissions, comprising an inclined conveyor with troughs connected to each other, a feeder, a filling device with a drain toe and a cooling device of troughs, according to the invention, contains magnets mounted under the conveyor with troughs, and the feeder is equipped with a calibration dispenser with the possibility of actuation according to movement Mould
Наилучшим из множества вариантов реализации узлов предлагаемой машины являются следующие:
Магниты имеют протяженность от дозатора до расстояния не менее трех мульд от носка заливочного устройства в направлении перемещения мульд, что обеспечивает равномерность распределения и удержания магнитных углеродсодержащих гранул в объеме жидкого чугуна до начала его затвердевания.The best of the many options for implementing the nodes of the proposed machine are the following:
Magnets have a length from the dispenser to a distance of at least three molds from the toe of the casting device in the direction of movement of the molds, which ensures uniform distribution and retention of magnetic carbon-containing granules in the volume of molten iron until it begins to solidify.
Магниты установлены на ширине, не меньшей ширины мульды. Magnets are installed at a width not less than the width of the trough.
Машина содержит постоянные магниты. The machine contains permanent magnets.
Магниты снабжены устройством охлаждения, исключающим их перегрев. The magnets are equipped with a cooling device that prevents them from overheating.
Сливной носок заливочного устройства размещен на расстоянии от не менее трех мульд от дозатора и обращен в сторону, совпадающую с направлением перемещения мульд для обеспечения равномерного заполнения мульд и исключения вымывания гранул. The drain toe of the filling device is placed at a distance of at least three molds from the dispenser and is turned in the direction that coincides with the direction of movement of the molds to ensure uniform filling of molds and to prevent washing out of granules.
Каждая мульда содержит ячейки, образованные внутренними поперечными и продольными перегородками, высота которых ниже сливной кромки мульды, а перегородка и сливная кромка снабжена канавками, для обеспечения равномерного заполнения мульды расплавом чугуна. Each mold contains cells formed by internal transverse and longitudinal partitions, the height of which is lower than the drain edge of the mold, and the partition and drain edge are provided with grooves to ensure uniform filling of the mold with molten iron.
Дно каждой ячейки мульды имеет форму полусферы, а стенки ячейки выполнены наклонными. The bottom of each cell of the mold is in the form of a hemisphere, and the cell walls are made inclined.
Канавки сливной кромки мульды расположены выше канавок перегородок. The grooves of the drain edge of the trough are located above the grooves of the partitions.
По мере наполнения ячеек мульд расплавом чугуна его уровень, поднимаясь вверх, достигает переливных канавок и начинает перетекать в соседние ячейки и по переливным канавкам сливной кромки мульды в ниже расположенные мульды. As the cells of the trough are filled with molten iron, its level, rising up, reaches overflow grooves and begins to flow into neighboring cells and overflow grooves of the drain edge of the trough to the lower located troughs.
Стекая по наклонным стенкам ячеек, расплав чугуна поступает на дно каждой из них. При этом температура снижается до температуры затвердевания чугуна за счет отдачи тепла стенкам ячеек мульды и гранулам. Flowing down the inclined walls of the cells, the molten iron enters the bottom of each of them. In this case, the temperature decreases to the solidification temperature of cast iron due to heat transfer to the walls of the cells of the mold and granules.
При таком способе заполнения мульд каждая гранула оказывается в окружении расплава чугуна. With this method of filling the molds, each granule is surrounded by a molten iron.
Поступление расплава чугуна непосредственно в мульду в направлении перемещения мульд формирует монолитную верхнюю часть чушки, так как все гранулы уже "связаны" ранее залитым остывающим расплавом чугуна. Процесс заполнения мульд чугуном путем перелива из мульды в мульду и непосредственно в мульду происходит непрерывно. The flow of the molten iron directly into the mold in the direction of movement of the mold forms a monolithic upper part of the ingot, since all the granules are already “connected” with the previously cast cooling molten iron. The process of filling the mold with cast iron by overflowing from the mold into the mold and directly into the mold takes place continuously.
Охлаждение мульд осуществляется сверху кратковременно перед разгрузкой мульд и оно выполняет функцию, обеспечивающую отделение чушек от мульд вследствие образования зазора между поверхностью чушки и стенками ячеек мульд из-за различия значений коэффициентов объемного расширения чугуна чушек и стали мульд. The molds are cooled from above shortly before unloading the molds and it performs the function of separating ingots from the molds due to the formation of a gap between the ingot surface and the walls of the mold cells due to the difference in the volume expansion coefficients of pig iron and steel molds.
Сливной носок заливочного устройства размещен на расстоянии не менее трех мульд от дозатора и обращен в сторону, совпадающую с направлением перемещения мульд. The drain toe of the filling device is placed at a distance of at least three troughs from the dispenser and is turned in the direction that coincides with the direction of movement of the troughs.
Каждая мульда содержит ячейки, образованные внутренними поперечными и продольными перегородками, высота которых ниже сливной кромки мульды, перегородка и сливная кромка снабжена канавками. Each mold contains cells formed by internal transverse and longitudinal partitions, the height of which is below the drain edge of the mold, the partition and the drain edge are provided with grooves.
Дно каждой ячейки мульды имеет форму полусферы, а стенки ячейки выполнены наклонными. The bottom of each cell of the mold is in the form of a hemisphere, and the cell walls are made inclined.
Канавки сливной кромки мульды расположены выше канавок перегородок. The grooves of the drain edge of the trough are located above the grooves of the partitions.
Такое конструктивное выполнение машины обеспечивает реализацию способа получения чушки с указанными химическими и физико-механическими свойствами. Such a constructive implementation of the machine provides an implementation of the method of producing ingots with the specified chemical and physico-mechanical properties.
Чушка с приведенным составом компонентов, полученная указанным способом на приведенной машине имеют монолитную поверхность из отвержденного чугуна, предотвращающее высыпание из нее гранул, обладает повышенной теплопроводностью, развитой поверхностью контакта чугуна, оксидов железа, оксидов кальция и свободного углерода, наличие которого позволяет в процессе расплавления в сталеплавильной печи полностью восстановить оксиды железа. Оксид кальция не содержит гидратной влаги и способствует раннему наведению первичного высокоосновного шлака, обладающего высокой дефосфорирующей способностью. Ingots with the given composition of components obtained by the indicated method on the machine shown have a monolithic surface of cured cast iron, preventing granules from precipitating from it, has a high thermal conductivity, a developed contact surface of cast iron, iron oxides, calcium oxides and free carbon, the presence of which allows steelmaking furnace completely restore iron oxides. Calcium oxide does not contain hydrated moisture and promotes early induction of primary highly basic slag with high dephosphorizing ability.
Углерод чушки, вступая во взаимодействие с оксидами железа, восстанавливает его, а образующийся при этом газ CO обеспечивает кипение ванны и рафинирование металла на ранней стадии ведения плавки. The ingot carbon, reacting with iron oxides, restores it, and the CO gas generated in this process provides boiling of the bath and refining of the metal at an early stage of melting.
Оксиды железа в металле на ранней стадии плавления, вступая во взаимодействие с Fe3P, образуют неустойчивое, легко диссоциирующее при высоких температурах соединение P2O5, которое, реагируя с CaO образует прочное соединение, хорошо усваиваемое шлаком.The iron oxides in the metal at an early stage of melting, interacting with Fe 3 P, form an unstable compound P 2 O 5 that easily dissociates at high temperatures, which, when reacted with CaO, forms a strong compound well absorbed by slag.
Наличие CaO в чушке обеспечивает удаление значительной части фосфора еще в период плавления. The presence of CaO in the ingot ensures the removal of a significant part of phosphorus during the melting period.
Оксиды железа, находящиеся в чушке, восстанавливаются свободным углеродом, еще до поступления в шлак. Оставшийся свободный углерод действует как раскислитель. The iron oxides in the ingot are reduced by free carbon, even before entering the slag. The remaining free carbon acts as a deoxidizer.
Чушка заявляемого состава также способствует обессериванию стали. Десульфурация стали проходит по реакции:
FeS+CaO+C=Fe+CaO+CO
Такая реакция необратима, так как CO выделяется в атмосферу. Помимо этого CO обеспечивает рафинирование металла от неметаллических включений.Chushka Spit of the claimed composition also contributes to the desulfurization of steel. Steel desulfurization takes place according to the reaction:
FeS + CaO + C = Fe + CaO + CO
This reaction is irreversible, as CO is released into the atmosphere. In addition, CO provides refining of metal from non-metallic inclusions.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее изобретение, примера осуществления способа получения железоуглеродистых гранул. The invention is further illustrated by the description of a specific, but not limiting, invention example of the method for producing iron-carbon granules.
Способ получения железоуглеродистых гранул обеспечивается с помощью хорошо известных специалистам в данной области техники установок для производства сырых окатышей", Москва, Металлургия, 1982). The method of producing iron-carbon granules is provided using well known to specialists in this field of technology installations for the production of raw pellets ", Moscow, Metallurgy, 1982).
Отличительными особенностями получения промежуточной фазы, а именно - сырых железоуглеродистых гранул согласно изобретению являются измельчение каждого компонента до одного размера и одновременное перемешивание всех компонентов перед подачей в гранулятор. Distinctive features of obtaining the intermediate phase, namely, the raw iron-carbon granules according to the invention are the grinding of each component to one size and the simultaneous mixing of all components before feeding into the granulator.
Наилучшим устройством для получения сырых гранул является барабанный окомкователь (гранулятор). The best device for producing raw granules is a drum pelletizer (granulator).
Далее гранулы подвергают сушке при температуре до 100,0oC в течение 6,0 10,0 минут в зависимости от химического состава гранул и упрочняют безобжиговым методом в автоклаве, конструкции которых также хорошо известны специалистам в данной области техники, при температуре 250,0 300,0oC и давлении 1 МПа.Next, the granules are dried at a temperature of up to 100.0 o C for 6.0 10.0 minutes, depending on the chemical composition of the granules and hardened by annealing in an autoclave, the designs of which are also well known to specialists in this field of technology, at a temperature of 250.0 300.0 o C and a pressure of 1 MPa.
Содержание углерода в полученных таким способом гранулах составляет примерно 95,5% от исходного. The carbon content in the granules obtained in this way is approximately 95.5% of the original.
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее изобретение, примера способа получения чушек заявляемого состава, который реализуется машиной для получения чушек, и прилегаемыми чертежами, где на фиг.1 представлено схематичное изображение машины, вид в аксонометрии; на фиг.2 увеличенное изображение дозатора в разрезе во взаимодействии с мульдой фиг.1; на фиг.3 вид сверху увеличенного изображения мульды фиг.1; на фиг.4 вид мульды по IV-IV фиг.3. The invention is further illustrated by a description of a specific, but not limiting, invention, an example of a method for producing ingots of the claimed composition, which is implemented by a machine for producing ingots, and the adjacent drawings, in which Fig. 1 is a schematic illustration of a machine, a perspective view; figure 2 is an enlarged image of the dispenser in the context in cooperation with the mold of figure 1; figure 3 is a top view of an enlarged image of the trough of figure 1; figure 4 is a view of the trough according to IV-IV of figure 3.
Обратимся к фиг.1, где видно, что машина для получения чушек имеет наклонный транспортер 1 с размещенными на нем сообщающимися между собой мульдами 2, привод 3 транспортера, конструкция которого хорошо известна специалистам и не требует подробного описания. Стрелкой "а" показано направление перемещения мульд. We turn to figure 1, where it is seen that the machine for producing ingots has an
Транспортер 1 может быть установлен на основании любой известной специалистам в этой области конструкции. Основание на фиг.1 не показано, так как не имеет непосредственного отношения к изобретению.
Обычно в конструкциях аналогичных машин используют два транспортера, для увеличения производительности. Мы будем рассматривать один, так как второй транспортер идентичен конструкции описываемого транспортера 1. Typically, in the designs of similar machines use two conveyors to increase productivity. We will consider one, since the second conveyor is identical to the design of the described
Над транспортером 1 в его начальной части установлен питатель 4 с дозатором 5 для подачи гранул. Above the
Над транспортером 1 установлено заливочное устройство 6, для подачи расплава чугуна, содержащее приемную часть 7, желоб 8, отводы 9 и сливные носки 10. Above the
В дальнейшем будем рассматривать только один отвод 9 со сливным носком 10, так как второй отвод со сливным носком предназначен для взаимодействия с уже упомянутым вторым транспортером 1. In the future, we will consider only one branch 9 with a drain toe 10, since the second branch with a drain toe is designed to interact with the already mentioned
Заливочное устройство 6 также установлено на уже упомянутом основании. The filling device 6 is also installed on the already mentioned basis.
Сливной носок 10 размещен на расстоянии не менее трех мульд 2 от дозатора 5 в направлении перемещения мульд 2 транспортера 1 и ориентирован в том же направлении. The drain sock 10 is placed at a distance of at least three
Остальные элементы заливочного устройства 6 хорошо известны специалистам в данной области и не требуют особого описания. The remaining elements of the filling device 6 are well known to specialists in this field and do not require a special description.
Под транспортером 1 размещен постоянный магнит 11, который имеет протяженность от дозатора 5 до расстояния не менее трех мульд от заливочного устройства 6 в направлении перемещения мульд 2. Under the
Магнит 11 может быть выполнен как единое целое или из набора отдельных магнитов. Выбор постоянного магнита обусловлен соображениями безопасности, так как применение электромагнита во влажной среде может привести к несчастному случаю. The magnet 11 can be made as a whole or from a set of individual magnets. The selection of a permanent magnet is based on safety considerations, since the use of an electromagnet in a humid environment can lead to an accident.
Над магнитом 11 размещено устройство 12 для его охлаждения от воздействия нагретых мульд 2, снабженное форсунками 13 для подачи водовоздушной смеси. Above the magnet 11 there is a device 12 for cooling it from the effects of
Над мульдами 2 в конечной части транспортера 1 размещено устройство 14 охлаждения с форсунками 15 для подачи водовоздушной смеси. Above the
Устройства охлаждения 12 и 14 также установлены на уже упомянутом основании. Cooling devices 12 and 14 are also installed on the already mentioned base.
Конструкции устройств охлаждения 12 и 14 хорошо известны специалистам в данной области и не требуют особого описания. The design of the cooling devices 12 and 14 are well known to specialists in this field and do not require special description.
На фиг. 2 показано увеличенное изображение в разрезе дозатора 5 (фиг.1) во взаимодействии с мульдой 2. In FIG. 2 shows an enlarged sectional view of dispenser 5 (FIG. 1) in interaction with
Дозатор 5 имеет коробчатую конструкцию и содержит нижнюю наклонную стенку 16, дозирующую полость 17, размещенную в нижней части дозатора 5 (фиг. 1), ось 18, закрепленную в нижней части наклонной стенки 16. На ось 18 с возможностью поворота относительно нее установлен нижний затвор 19. The
В нижней части затвора 19 жестко закреплен копир 20, взаимодействующий с мульдой (фиг. 1). Имеется верхний затвор 21, взаимодействующий с рычагом 22 через узел с профилированным пазом 23. Указанный узел хорошо известен специалистами в этой области и не требует подробного описания. In the lower part of the shutter 19, a
Рычаг 22 жестко связан с нижним затвором 19. Верхний затвор 21 установлен в направляющем пазу 24 нижней наклонной стенки 16. The
Дозатор 5 снабжен шибером 25, выполняющим функцию регулирования подачи гранул из питателя 4 в дозирующую полость 17. Конструкция шибера 25 известна специалистам в данной области и не требует подробного описания. The
На фиг.3 показано увеличенное изображение мульды 2 фиг.1 сверху. Figure 3 shows an enlarged image of the
Мульда 2 (4-х чушковая) фиг.1 имеет сливную кромку 26, боковые кромки 27, переднюю кромку 28, продольную перегородку 29, поперечную перегородку 30, переливные канавки 31 выполненные в продольной перегородке 29 и переливные канавки 32, выполненные в поперечной перегородке 30, переливные канавки 33 сливной кромки 26, и, образованные перегородками 29 и 30 ячейки 34. Дно переливных канавок 33 сливной кромки 26 расположено выше дна переливных канавок 31, 32 продольной 29 и поперечной 30 перегородок. Mold 2 (4 pigs) of Fig. 1 has a
На фиг.4 показан вид мульды 2 фиг.3, в разрезе по IV-IV. Figure 4 shows a view of the
Мульда 2 (фиг.1, 2, 3) имеет внутренние наклонные стенки 35 ячейки 34, дно 36, имеющее форму полусферы и наружные поверхности 37 ячейки 34. The mold 2 (Figs. 1, 2, 3) has inner inclined
Выше предложен предпочтительный вариант выполнения предлагаемого устройства, однако очевидно, что возможны различные изменения и модификации, не выходящие за пределы существа и объема изобретения. The preferred embodiment of the proposed device is proposed above, however, it is obvious that various changes and modifications are possible without departing from the spirit and scope of the invention.
Предлагаемая машина для получения чушек работает следующим образом. The proposed machine for receiving ingots works as follows.
Перед началом работы в питатель 4 загружают железоуглеродистые гранулы, в приемную часть 7 заливочного устройства 6 подают струю жидкого чугуна из ковша. Затем включается привод 3 транспортера 1, обеспечивающий перемещение мульд 2 под дозатором 5 и сливным носком 10 заливочного устройства 6. В исходном состоянии дозатора 5 копир 20 (фиг.2) соприкасается с дном 36 одной из ячеек 34 мульды 2 и верхний затвор 21, находясь в выдвинутом положении в направляющем пазу 24 нижней наклонной стенки 16 препятствует попаданию гранул в дозирующую полость 17 дозатора 5 и, следовательно, в ячейки 34 мульды 2 (фиг. 1, 2, 3). При перемещении транспортера 1 с мульдами 2 копир 20 начинает скользить по стенке 35 ячейки 34, перемещаясь вверх относительно ее дна 36. При этом нижний затвор 19 поворачивается относительно оси 18, переходя в положение, близкое к горизонтальному и перекрывая при этом дозирующую полость 17. Одновременно рычаг 22 (фиг.2), жестко связанный с нижним затвором 19, через узел с профилированным пазом 23 перемещает верхний затвор 21 в направляющем пазу 24 нижней стенки 16, обеспечивая гранулам возможность заполнения дозирующей полости 17. При дальнейшем движении транспортера 1 с мульдами 2 копир 20 достигает поперечной перегородки 30, или сливной кромки 26 (фиг. 3) мульды 2, переходит через нее и опускается по внутренней стенке 35 следующей ячейки 34 или ячейки 34 следующей мульды 2. При этом копир 20 опускается, обеспечивая высыпание в ячейки 34 мульды 2 заданной дозы гранул. Одновременно верхний затвор 21 закрывается, перемещаясь в направляющем пазу 24, прекращая поступление гранул в дозирующую полость 17. Далее этот процесс повторяется, обеспечивая загрузку в ячейки 34 мульд 2 заданных доз гранул. Шибер 25 (фиг.2) регулируется объемную подачу гранул из питания 4 в дозирующую полость 17 в зависимости от объема устанавливаемых на транспортер 1 мульд 2. Before starting work, iron-carbon granules are loaded into the feeder 4, and a jet of molten iron from a ladle is fed into the receiving part 7 of the casting device 6. Then, the drive 3 of the
Указанная последовательность загрузки мульд 2 гранулами проходит под воздействием магнитного поля, создаваемого постоянными магнитами 11 (например, применяемыми на магнитных сепараторах типа ПМБ-ПП-90-250), установленными под дозатором 5 на расстоянии не более 50,0 мм от дна мульд. При этом гранулы равномерно распределяются в объеме каждой ячейки 34 мульды 2. The indicated sequence of loading the molds with 2 granules takes place under the influence of a magnetic field created by permanent magnets 11 (for example, used on magnetic separators like PMB-PP-90-250) installed under
Одновременно с этим жидкий чугун заполняет желоб 8 и его отвод 9 заливочного устройства 6 (фиг. 1), установленного наклонно в сторону транспортера 1. Струя жидкого чугуна через сливной носок 10 попадает на внутреннюю продольную перегородку 29 мульды 2, в направлении ее перемещения, разделяется на два потока, и заполняет ячейки 34 муфты 2 (фиг. 3). At the same time, molten iron fills the chute 8 and its outlet 9 of the filling device 6 (Fig. 1), installed obliquely towards the
Объем жидкого чугуна, заливаемый в мульды 2, превышает объем ячеек 34 и его излишек перетекает через переливные канавки 31, 32 продольных 29 и поперечных 30 перегородок в соседние ячейки 34, при полном заполнении мульды 2 перетекает через ее переливные канавки 33 поперечной сливной кромки 26 в следующую расположенную ниже, мульду 2, обеспечивая при этом создание "зеркала" чугуна в ячейках 34 ранее заполненной мульды 2 с перекрытием переливных канавок 31, 32 перегородок 29 и 30, так как переливные канавки 33 сливной кромки 26 (фиг. 4) расположены выше, заполнение всех ячеек 34 следующей мульды, загруженных гранулами и частично залитых жидким чугуном, а также частичную заливку и "связывание" гранул в ячейках 34 следующей, ниже расположенной мульды 2, что обеспечивает связывание гранул при переливе чугуна из мульды в мульду, а также образование поверхностного монолита чугуна чушки по стенкам 35 и дну 36 (фиг. 4) каждой ячейки 34 мульды 2. The volume of molten iron poured into the
Воздействие магнитного поля, обеспечивается непрерывно, начиная с загрузки гранул и в процессе заполнения мульд 2 жидким чугуном и далее, до момента начала отвердения чугуна, которое происходит на расстоянии примерно не менее трех мульды от сливного носка 10 в сторону перемещения мульд. The influence of a magnetic field is provided continuously, starting from the loading of the granules and during the filling of the
Воздействие магнитного поля на железоуглеродистые гранулы, обладающие магнитными свойствами, обеспечивается с силой, превышающей выталкивающую силу Архимеда, действующую на гранулы в расплаве чугуна, не менее чем на 5,0% При этом гранулы равномерно распределяются по всему объему чушки и каждая гранула полностью охватывается чугуном. The effect of a magnetic field on iron-carbon granules with magnetic properties is provided with a force exceeding the buoyancy force of Archimedes acting on granules in the molten iron, not less than 5.0%. At the same time, the granules are evenly distributed throughout the ingot volume and each granule is completely covered by cast iron .
Далее мульды 2 перемещаются транспортером 1 в конечную его часть под устройством 14 охлаждения, с помощью которого осуществляется кратковременное охлаждение водой через форсунки 15 мульд с чушками, находящимися в ячейках 34, что обеспечивает легкость отделения чушек от мульд 2 при их разгрузке. Next, the
Для исключения перегрева магнитов 11 от теплового воздействия мульд магниты 11 орошают водовоздушной смесью, подаваемой из размещенного над магнитом устройства охлаждения 12 через форсунки 13. To avoid overheating of the magnets 11 from the thermal effect of the molds, the magnets 11 are irrigated with a water-air mixture supplied from a cooling device 12 placed above the magnet through nozzles 13.
Возможность осуществления способа получения чушек с помощью приведенной конструкции машины подтверждается конкретным примером его реализации. The possibility of implementing a method of producing ingots using the above machine design is confirmed by a specific example of its implementation.
Для производства чушек применялись чугун по ГОСТ 805 80 и железоуглеродистые гранулы (химический состав см. табл. 1, 2). For the production of pigs, cast iron in accordance with GOST 805 80 and iron-carbon granules were used (chemical composition, see tab. 1, 2).
Расстояние между дозатором 5 и сливным носком 10 заливочного устройства 6 было выбрано равным сумме продольных размеров трех мульд 2. The distance between the
Охлаждение проводилось водовоздушной смесью (50% + 50%), давление воздуха в магистрали 3,2 атмосферы, давление воды 2,2 атмосфер. Cooling was carried out with a water-air mixture (50% + 50%), the air pressure in the line was 3.2 atmospheres, and the water pressure was 2.2 atmospheres.
Температура чугуна в ковше 1320,0oC перед разливкой, содержание кремния дано в табл. 1).The temperature of the cast iron in the ladle 1320.0 o C before casting, the silicon content is given in table. one).
При начале движения транспортера 1 одновременно начинали подавать чугун в заливочное устройство 6. At the beginning of the movement of the
При движении мульд 2 начинал работать дозатор 5, обеспечивая подачу 2,5 кг гранул в каждую мульду (применялись мульды 6-чушковые). Подача чугуна осуществлялась с превышением объема мульд 2 таким образом, что заливка чугуна начиналась на расстоянии трех мульд 2 ниже по движению транспортера 1 от сливного носка 10. Чугун, перетекая из мульды в мульду в направлении, противоположном их перемещению, по переливным канавкам плавно стекал по наклонным стенкам ячеек мульд, отдавая тепло охлаждаемым стенкам мульд и гранулам. При этом его температура падала до температуры затвердевания. Таким образом, гранулы полностью охватывались чугуном, не всплывая на поверхность чушки. When the
При подходе мульд, заполненных до уровня переливных канавок смесью полужидкого чугуна и гранул, под сливной носок 10 заливочного устройствам 6, с последнего поступал чугун непосредственно в мульду 2, накрывая всю поверхность мульды сплошным "зеркалом". Водовоздушное охлаждение осуществляли у конца транспортера 1, охлаждая верхнюю поверхность мульды 2 с чушками. When approaching the molds filled to the level of overflow grooves with a mixture of semi-liquid cast iron and granules, under the drain sock 10 of the casting device 6, the latter entered the cast iron directly into the
Предлагаемое соотношение в мас. компонентов чушки для сталеплавильного предела (железоуглеродистые гранулы 15,0 30,0% чугун 70,0 85,0% при содержании углерода в железоуглеродистых гранулах фракциями 10,0 25,0 мм от 15,0 до 30,0% ) обеспечивает при использовании таких чушек при выплавке стали в электропечах быстрое расплавление шихты, необходимый избыток углерода, ускоренное формование жидкоподвижной шлаковой фазы, способствующей экранированию дуг, обеспечивает сокращение длительности плавки и удельного расхода электроэнергии. The proposed ratio in wt. components of ingots for the steel melting limit (iron-carbon granules 15.0 30.0% cast iron 70.0 85.0% when the carbon content in iron-carbon granules with fractions of 10.0 25.0 mm from 15.0 to 30.0%) provides when using such ingots during steelmaking in electric furnaces, rapid melting of the charge, the necessary excess of carbon, accelerated formation of a liquid-mobile slag phase, which helps shield arcs, reduces the melting time and specific energy consumption.
Кроме того, быстрое формирование жидкой ванны за счет низкой температуры плавления железоуглеродистых чушек (1000,0oC) позволяет максимально использовать мощность трансформаторов в электродуговых печах.In addition, the rapid formation of a liquid bath due to the low melting point of iron-carbon ingots (1000.0 o C) allows you to maximize the power of transformers in electric arc furnaces.
Скорость нагрева металла в окислительный период плавки достигает 13,0-16,0oC/мин, что намного превышает скорость нагрева твердой шихты и способствует быстрому образованию жидкой ванны. С момента начала расплавления предлагаемых чушек в них возникает и по ходу плавления непрерывно продолжается реакция окисления углерода кислородом гранул и кислородом атмосферы печи и шлака. Значительные скорости обезуглероживания при низкой температуре достигаются благодаря высокому кислородному потенциалу оксидов железа гранул.The heating rate of the metal in the oxidation period of the heat reaches 13.0-16.0 o C / min, which is much higher than the heating rate of the solid charge and contributes to the rapid formation of a liquid bath. Since the beginning of the melting of the proposed ingots, the reaction of carbon oxidation with the oxygen of the granules and the oxygen of the atmosphere of the furnace and slag continuously occurs during the melting. Significant decarburization rates at low temperatures are achieved due to the high oxygen potential of the iron oxides of the granules.
Одновременное присутствие углерода и кислорода в объеме чушки и их предварительное смешивание между собой с образованием поверхности раздела фаз исключает ограничение скорости окисления углерода в стадии доставки кислорода к фронту реакции как при обычных плавках в ДСП-100. The simultaneous presence of carbon and oxygen in the bulk of the ingot and their preliminary mixing with each other with the formation of a phase interface eliminates the limitation of the rate of carbon oxidation in the stage of oxygen delivery to the reaction front as with conventional melts in DSP-100.
Непрерывное протекание реакции окисления углерода с начала плавления и до его окончания является одним из преимуществ применения предлагаемой железоуглеродистой чушки. При этом реакция протекает не в шлаке и не на границе его раздела с металлом, что характерно при вдувании или засыпке углеродсодержащего материала в электродуговую печь, а в объеме металла, в том числе и на подине, где располагаются чушки. The continuous course of the oxidation of carbon from the beginning of melting to its end is one of the advantages of using the proposed iron-carbon ingots. In this case, the reaction proceeds not in the slag and not at the interface between it and the metal, which is characteristic of blowing or filling carbon-containing material in an electric arc furnace, but in the metal volume, including on the bottom where the ingots are located.
После расплавления металлошихты происходят реакции окисления алюминия, кремния, марганца, хрома и других элементов, присутствующих в расплаве. При этом образуются неметаллические включения различного химического состава, которые из-за малой величины медленно всплывают из металла в шлак. After melting the metal charge, reactions of oxidation of aluminum, silicon, manganese, chromium and other elements present in the melt take place. In this case, non-metallic inclusions of various chemical composition are formed, which, due to their small size, slowly float from the metal to slag.
Кипение ванны в окислительный период способствует столкновению отдельных частиц данных включений друг с другом, их укреплению. Возникающие у подины печи пузырьки CO увлекают за собой такие включения и выносят их к поверхности раздела металл-шлак, где они поглощаются шлаком. Boiling the bath during the oxidation period contributes to the collision of individual particles of these inclusions with each other, their strengthening. CO bubbles arising at the bottom of the furnace carry such inclusions along and carry them to the metal-slag interface, where they are absorbed by the slag.
Перемешивание расплава пузырьками окиси углерода обеспечивает также выравнивание химического состава и температуры металла. Таким образом, использование предлагаемых чушек в шихте электродуговых печей обеспечивает возникновение и протекание объемного кипения и перемешивания ванны с начала плавления шихты. Mixing the melt with carbon monoxide bubbles also ensures equalization of the chemical composition and temperature of the metal. Thus, the use of the proposed ingots in the charge of electric arc furnaces provides the occurrence and flow of volumetric boiling and mixing of the bath from the beginning of the melting of the charge.
Ускоренное образование ванны жидкого металла и окисление примесей с образованием жидких продуктов реакций способствует растворению оксидов железа, извести и других шлакообразующих материалов и формирование с момента расплавления активного шлака. В сочетании с выделением окиси углерода это обеспечивает вспенивание шлака, поддержание его во вспененном состоянии и закрытие им электрических дуг, что увеличивает коэффициент полезного использования энергии. The accelerated formation of a liquid metal bath and the oxidation of impurities with the formation of liquid reaction products promotes the dissolution of iron oxides, lime and other slag-forming materials and the formation of active slag from the moment of melting. In combination with the release of carbon monoxide, this ensures foaming of the slag, maintaining it in a foamed state and closing it with electric arcs, which increases the energy efficiency.
При использовании в сталеплавильном производстве доля чушек с приведенным составом в загрузочной шихте может составлять от 50,0 до 100,0%
В результате обеспечивается получение высокоуглеродистой стали необходимых марок без непосредственного введения в печь углеродсодержащего материала при значительном уменьшении кислородной продувки.When used in steelmaking, the proportion of ingots with the given composition in the charge can be from 50.0 to 100.0%
As a result, it is possible to obtain high-carbon steel of the required grades without directly introducing carbon-containing material into the furnace with a significant reduction in oxygen blowing.
Следует отметить, что максимальная усваиваемость углерода в сталеплавильной печи при использовании кокса составляет 40,0% электродного боя 60,0% а при использовании чушки заявляемого состава 100,0% It should be noted that the maximum carbon assimilation in the steelmaking furnace when using coke is 40.0% of the electrode battle 60.0% and when using ingots of the claimed composition 100.0%
Claims (19)
Связующее 0,5 12,0
Железорудный концентрат Остальное
2. Материал по п.1, отличающийся тем, что гранулы имеют диаметр 10 25 мм.Carbon 15 30
Binder 0.5 12.0
Iron ore concentrate
2. The material according to claim 1, characterized in that the granules have a diameter of 10 25 mm
Чугун Остальное
8. Чушка по п.7, отличающаяся тем, что она имеет массу 8 45 кг.Carbon granules 15 30
Cast Iron Else
8. The pig according to claim 7, characterized in that it has a mass of 8 45 kg.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что каждую порцию гранул дозируют один раз в объеме 75 90 от объема мульды.11. The method according to claim 9, characterized in that the granules are dried to a moisture content of not more than 2% before being fed into the mold
12. The method according to claim 9, characterized in that each portion of the granules is dosed once in a volume of 75 to 90 of the volume of the mold.
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что мульды с гранулами заполняют расплавом чугуна частично переливом из мульды в мульду навстречу направлению их перемещения и частично непосредственно в мульды в направлении их перемещения.13. The method according to claim 9, characterized in that the molten iron is served at a temperature in the ladle 1150 1360 o With a silicon content of 0.4 1.2%
14. The method according to claim 9, characterized in that the troughs with granules are filled with molten iron partially overflowing from troughs to troughs in the direction opposite to the direction of their movement and partially directly into the troughs in the direction of their movement.
16. Машина для получения чушек для сталеплавильного передела, содержащая наклонный транспортер с мульдами, сообщенными между собой, питатель, заливочное устройство со сливным носком и устройство охлаждения мульд, отличающаяся тем, что она содержит установленные под транспортером с мульдами магниты, а питатель снабжен калибровочным дозатором, выполненным с возможностью срабатывания соответственно перемещению мульд.15. The method according to claim 9, characterized in that the magnetic field strength exceeds the buoyancy force of Archimedes, acting on the granules in the melt, not less than 5%
16. Machine for producing ingots for steelmaking, comprising an inclined conveyor with troughs connected to each other, a feeder, a casting device with a drain toe and a cooling device for troughs, characterized in that it contains magnets mounted under the conveyor with troughs, and the feeder is equipped with a calibration batcher made with the possibility of actuation according to the movement of the molds.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595116752A RU2090624C1 (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof |
| PCT/RU1996/000263 WO1997012069A1 (en) | 1995-09-28 | 1996-09-17 | Material for use in manufacturing ingots for steel smelting treatment and a method of obtaining said material, ingot for steel smelting treatment, method and machine for obtaining said ingot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9595116752A RU2090624C1 (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95116752A RU95116752A (en) | 1997-08-20 |
| RU2090624C1 true RU2090624C1 (en) | 1997-09-20 |
Family
ID=20172455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9595116752A RU2090624C1 (en) | 1995-09-28 | 1995-09-28 | material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2090624C1 (en) |
| WO (1) | WO1997012069A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669270C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Евросинтез" | Fluidized lime for desulfurization of hot metal and steel |
| RU2678628C1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of preparation of secondary billets for obtaining products by casting |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005105340A2 (en) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Gigo Jandieri | Casting mold for ferroalloy caster |
| WO2017100836A1 (en) * | 2015-12-15 | 2017-06-22 | Grandfield Technology Pty Ltd | Ingot casting |
| CN110666153A (en) * | 2019-11-11 | 2020-01-10 | 常熟市振兴铸件有限公司 | Manufacturing process of glass bottle mold casting |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1275570A (en) * | 1968-10-11 | 1972-05-24 | Exxon Research Engineering Co | Improved feed for iron and steel making |
| US3807986A (en) * | 1971-06-09 | 1974-04-30 | Lukens Steel Co | Combination iron and iron oxide briquette and method of using |
| DE2263945C2 (en) * | 1972-12-29 | 1975-02-13 | Uwe Dr.Rer.Pol. 4300 Essen-Kupferdreh Schulten-Baumer | Ingot for the production of cast iron |
| JPS559045B2 (en) * | 1973-10-02 | 1980-03-07 | ||
| GB1503497A (en) * | 1974-07-22 | 1978-03-08 | British Steel Corp | Arc furnace steelmaking |
| US4287936A (en) * | 1978-11-16 | 1981-09-08 | Ljublinsky Efim Y | Ingot casting apparatus |
| US4369062A (en) * | 1981-09-28 | 1983-01-18 | Strange Robert R | Method of making briquettes and product |
| US4436551A (en) * | 1981-10-26 | 1984-03-13 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Process for making steel from direct-reduced iron |
| SU1105273A1 (en) * | 1981-12-17 | 1984-07-30 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Pigging machine |
| SU1250582A1 (en) * | 1984-02-17 | 1986-08-15 | Донецкий Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт | Method of steel melting in multiple-bath electric furnace |
| SU1659502A1 (en) * | 1989-07-31 | 1991-06-30 | Институт черной металлургии | Method of producing iron ore pellets |
| RU2001121C1 (en) * | 1992-09-30 | 1993-10-15 | Научно-производственное малое предпри тие "ИНТЕРМЕТ СЕРВИС" | Half-finished product for metallurgic conversion |
| RU2044061C1 (en) * | 1993-08-19 | 1995-09-20 | Научно-производственное малое предприятие "Интермет-Сервис" | Composition burden for steel melting |
| ATE226492T1 (en) * | 1994-03-04 | 2002-11-15 | Aktsionernoe Obschestvo Zakryt | METALLURGICAL CONVERSION |
-
1995
- 1995-09-28 RU RU9595116752A patent/RU2090624C1/en active
-
1996
- 1996-09-17 WO PCT/RU1996/000263 patent/WO1997012069A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1659502, кл. C 22 B 1/24, 1991. Патент РФ N 2001121, кл. C 21 C 5/52, 1993. Авторское свидетельство СССР N 1105273, кл. B 22 D 5/00, 1984. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669270C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Евросинтез" | Fluidized lime for desulfurization of hot metal and steel |
| RU2678628C1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-01-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of preparation of secondary billets for obtaining products by casting |
| WO2019151905A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Объединенная Компания Русал Инженерно -Технологический Центр" | Method for preparing a charge ingot for producing articles by casting |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997012069A1 (en) | 1997-04-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101174703B1 (en) | Method for the reduction of a slag having a high degree of chromium in an electric arc furnace | |
| KR101140056B1 (en) | Method for utilizing slag | |
| US3807986A (en) | Combination iron and iron oxide briquette and method of using | |
| KR20030040463A (en) | Refining agent and refining method | |
| TWI480378B (en) | Flexible minimum energy utilization electric arc furnace system and processes for making steel products | |
| KR20110114590A (en) | Smelting vessel, steel making plant and steel production method | |
| EP0074270B1 (en) | Process and apparatus for continuous steel-making | |
| JP6881470B2 (en) | Electric furnace | |
| RU2090624C1 (en) | material for manufacturing ingots for steel-smelting conversion, method of preparation thereof, ingot for steel-smelting conversion, and method and machine for manufacturing thereof | |
| TWI544081B (en) | Hot metal refining method | |
| CA1197689A (en) | Process for making steel from direct-reduced iron | |
| US5817164A (en) | Method and apparatus for making feedstock for steel making | |
| CN113430332B (en) | Method for recarburizing molten iron of blast furnace | |
| RU2092572C1 (en) | Steel production method and line | |
| US7731778B2 (en) | Scrap bale for steel making process | |
| RU2356685C2 (en) | Method of receiving of semi-finished product for metalllurgical redivision | |
| RU2231558C2 (en) | Composite material for metallurgical conversion and a method for achievement thereof | |
| RU2170270C1 (en) | Filler for material destined for metallurgical production and method for preparing filler for material destined for metallurgical production | |
| RU2051973C1 (en) | Method for steel smelting in martin furnace | |
| RU2089331C1 (en) | Charge stock for metallurgic conversion and mixture of preparation thereof | |
| JP2864574B2 (en) | Apparatus and method for producing hot metal | |
| RU2026361C1 (en) | Method of steel melting in electric arc furnace | |
| JPH0517809A (en) | Hearth desulfurization method for blast furnace | |
| Burgmann et al. | Charging technology for modern electric-arc furnaces | |
| RU96120321A (en) | SECONDARY PREPARATION, METHOD OF ITS MANUFACTURE AND FILLING MACHINE, METHOD OF STEEL PRODUCTION AND TECHNOLOGICAL LINE (OPTIONS) |