RU2241049C1 - Batch for producing of metal-cutting briquette - Google Patents
Batch for producing of metal-cutting briquette Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241049C1 RU2241049C1 RU2003116682/02A RU2003116682A RU2241049C1 RU 2241049 C1 RU2241049 C1 RU 2241049C1 RU 2003116682/02 A RU2003116682/02 A RU 2003116682/02A RU 2003116682 A RU2003116682 A RU 2003116682A RU 2241049 C1 RU2241049 C1 RU 2241049C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chips
- briquette
- cutting
- carbon
- iron
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии и литейного производства, точнее - к составам шихт для изготовления брикетов из стальной и чугунной стружки, использующихся при плавке в вагранках и других плавильных агрегатах взамен части свежих шихтовых материалов.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and foundry, more precisely, to the compositions of the blends for the manufacture of briquettes from steel and cast iron shavings used in the melting in cupola furnaces and other melting units to replace part of the fresh charge materials.
Плавка и утилизация стружки является актуальной научно-технической задачей. Актуальность этой задачи особенно возросла в последнее время, когда цены на свежие шихтовые материалы значительно возросли. Наиболее целесообразно использовать стружку как шихтовый материал в вагранках на машиностроительных заводах, то есть там, где она непосредственно образуется. В этом случае значительно снижается себестоимость выплавляемого металла, снижаются транспортные расходы, отпадает необходимость в транспортировании стружки на базы ВТОРЧЕРМЕТа и на металлургические комбинаты.Smelting and recycling of chips is an urgent scientific and technical task. The relevance of this task has especially increased recently, when prices for fresh charge materials have increased significantly. It is most advisable to use shavings as charge material in cupola furnaces at machine-building plants, that is, where it is directly formed. In this case, the cost of smelted metal is significantly reduced, transportation costs are reduced, there is no need to transport chips to the bases of VTORCHERMET and metallurgical plants.
Главной проблемой использования стружки в вагранках является ее окисление во время плавки (до 30-50%), большая плотность слоя стружки (особенно чугунной), повышенное количество образующегося при плавке шлака и др., в связи с чем стружка в вагранках практически не применяется. Эффективных технологий плавки стружки в вагранках до сих пор не разработано.The main problem of using shavings in cupola furnaces is its oxidation during smelting (up to 30-50%), the high density of the chip layer (especially cast iron), the increased amount of slag formed during smelting, etc., in connection with which the chip in cupboards is practically not used. Effective chip melting technologies in cupola furnaces have not yet been developed.
Известна плавка стружки путем загрузки ее в вагранку ″навалом″ [1]. Стружка перед плавкой не подвергается никакой предварительной обработке. Плавка стружки “навалом” имеет следующие недостатки: значительное (до 50%) окисление стружки, нарушение нормального хода плавки в связи с большим количеством шлака, малое содержание углерода и кремния в чугуне.Known for melting chips by loading it into a cupola ″ in bulk ″ [1]. The chips are not subjected to any pre-treatment before smelting. Smelting of chips in bulk has the following disadvantages: significant (up to 50%) oxidation of the chips, disruption of the normal course of melting due to the large amount of slag, low carbon and silicon content in cast iron.
Известна плавка стружки путем ее загрузки в область плавильной зоны вагранки с помощью шнекового устройства [1]. Угар стружки при этом несколько снижается за счет увеличения скорости нагрева и плавления стружки, однако это снижение незначительно. Кроме того, способ требует сложного оборудования. В связи с этим способ не нашел широкого распространения.Known for melting chips by loading it into the melting zone of the cupola using a screw device [1]. In this case, the yield of chips decreases somewhat due to an increase in the rate of heating and melting of the chips, however this decrease is insignificant. In addition, the method requires sophisticated equipment. In this regard, the method is not widely used.
Известно использование стружки в брикетированном виде [2]. В этом случае стружку брикетируют на прессах в холодном или нагретом состоянии, с электрическим подогревом, с электроконтактным упрочнением и т.д.It is known to use briquetted chips [2]. In this case, the chips are briquetted on the presses in a cold or heated state, with electric heating, with electrical contact hardening, etc.
Шихтой для изготовления брикетов является смесь стружки с различными добавками. Опытными плавками и практическими экспериментами установлено: прессование не обеспечивает значительного снижения окисления стружки и высокой прочности брикета. При транспортировке и загрузке брикетов в печь брикеты рассыпаются и стружка подвергается окислительному воздействию горячих газов, в результате чего окисление стружки достигает 25-30%. Кроме того, брикеты имеют высокую стоимость по причине увеличения трудоемкости брикетирования и необходимости использования дорогостоящего прессового оборудования.The mixture for the production of briquettes is a mixture of chips with various additives. It has been established by experimental swimming trunks and practical experiments: pressing does not provide a significant reduction in chip oxidation and high briquette strength. During the transportation and loading of briquettes into the furnace, the briquettes are scattered and the chips are oxidized by hot gases, resulting in chip oxidation of 25-30%. In addition, briquettes are of high cost due to the increased complexity of briquetting and the need to use expensive press equipment.
Известно изготовление брикетов путем заливки стружки чугуном и получения металлостружечного брикета [3]. Шихтой для изготовления этого брикета является чугунная или стальная стружка, размещенная внутри литой чугунной оболочки, защищающей стружку от рассыпания во время транспортировки и воздействия окислительных газов во время плавки. Металлостружечные брикеты изготавливаются в металлических формах путем заливки стружки чугуном. Использование брикетов с литой оболочкой позволяет на 20-30% снизить угар стружки. Однако при проплавлении литой оболочки возможно рассыпание и окисление стружки. Это объясняется тем, что частицы стружки в брикете ничем не скреплены между собой и ничем не защищены от окисления печной атмосферой при высыпании стружки из брикета.It is known to manufacture briquettes by pouring shavings with cast iron and obtain a metal-shaving briquette [3]. The charge for the manufacture of this briquette is cast-iron or steel shavings, placed inside a cast-iron shell, which protects the shavings from scattering during transportation and exposure to oxidizing gases during melting. Metal chip briquettes are made in metal molds by casting shavings with cast iron. The use of briquettes with a cast shell allows to reduce the waste of chips by 20-30%. However, when the molten shell is melted, scattering and oxidation of the chips is possible. This is because the particles of the chips in the briquette are not bonded to each other and are not protected from oxidation by the furnace atmosphere when the chips are spilled from the briquette.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является брикет [4] для плавки железоуглеродистого сплава. Шихтой для изготовления брикета служит смесь, содержащая стружку, углеродсодержащий материал (молотый кокс, электродная стружка, каменноугольный пек и др.), ферросилиций, стружка алюминиевых сплавов, содержащая магний.The closest in technical essence to the claimed invention is a briquette [4] for melting an iron-carbon alloy. The mixture for the manufacture of the briquette is a mixture containing shavings, carbon-containing material (ground coke, electrode shavings, coal tar pitch, etc.), ferrosilicon, shavings of aluminum alloys containing magnesium.
Известная шихта не обеспечивает значительного снижения угара стружки по причине малой прочности брикета и рассыпания стружки во время загрузки в печь. Угар стружки достигает 25-30%. Шихта содержит в своем составе дорогостоящие компоненты (ферросилиций, углеродсодержащие вещества, алюминий, магний), что удорожает стоимость брикетов. Кроме того, изготовление брикета требует использования дорогостоящего прессового оборудования.The known mixture does not provide a significant reduction in the burning of chips due to the low strength of the briquette and the scattering of chips during loading into the furnace. Burning chips reaches 25-30%. The mixture contains expensive components (ferrosilicon, carbon-containing substances, aluminum, magnesium), which increases the cost of briquettes. In addition, the manufacture of briquettes requires the use of expensive press equipment.
Предлагаемое изобретение направлено на дальнейшее улучшение металлургических свойств стружечного брикета, на снижение угара стружки за счет введения в состав стружечной шихты материалов, противодействующих рассыпанию и окислению стружки; на снижение стоимости брикетов за счет использования дешевых природных минералов и применения технологии металлостружечного брикета с литой оболочкой.The present invention is aimed at further improving the metallurgical properties of the chip briquette, at reducing chip burn due to the introduction of materials in the chip mixture that counteract the scattering and oxidation of the chip; to reduce the cost of briquettes through the use of cheap natural minerals and the use of cast-metal briquetting technology.
Задача решена тем, что в шихте для изготовления металлостружечного брикета, содержащей чугунную или стальную стружку и углеродсодержащий материал, в качестве углеродсодержащего вещества использован мелкораздробленный природный минерал шунгит, в составе которого присутствует 30-40% углерода и 60-70% оксида кремния, в смеси с борной кислотой при следующем соотношении компонентов, мас.%: шунгит 20-30; борная кислота 1-2; стружка - остальное.The problem is solved in that in a charge for the manufacture of a metal-particle briquette containing cast-iron or steel shavings and a carbon-containing material, finely divided natural mineral shungite is used as a carbon-containing substance, in which 30-40% carbon and 60-70% silicon oxide are present, in a mixture with boric acid in the following ratio of components, wt.%: shungite 20-30; boric acid 1-2; shavings - the rest.
Шихту для изготовления брикета готовят путем механического перемешивания стружки, шунгита и борной кислоты.The mixture for the manufacture of briquettes is prepared by mechanical mixing of chips, shungite and boric acid.
Стружку используют в обычном виде без дополнительной обработки. Куски минерала шунгита раздробляют в шоковой дробилке до фракций 5-10 мм. Борную кислоту используют в виде кристаллов фракциями 1-3 мм.The chips are used in their usual form without additional processing. Pieces of shungite mineral are crushed in a shock crusher to fractions of 5-10 mm. Boric acid is used as crystals in fractions of 1-3 mm.
Шунгит - минеральное вещество, состоящее из аморфного графита и сильно диспергированного углерода. Шунгит обычно содержит 30-40% углерода, 60-70% оксида кремния и различные примеси. Стоимость шунгита 500 руб/т. Месторождение шунгита - ст.Шуньга, Карелия.Shungite is a mineral substance consisting of amorphous graphite and highly dispersed carbon. Shungite usually contains 30-40% carbon, 60-70% silicon oxide and various impurities. The cost of shungite is 500 rubles / ton. Shungite deposit - Shunga station, Karelia.
После подготовки компонентов шихты стружку равномерно перемешивают с шунгитом и борной кислотой при следующем соотношении добавок: шунгит - 20...30%, борная кислота - 1...2%. Полученную смесь загружают на поддон металлической формы и заливают жидким чугуном из ковшевых остатков.After preparing the components of the charge, the shavings are uniformly mixed with shungite and boric acid with the following ratio of additives: shungite - 20 ... 30%, boric acid - 1 ... 2%. The resulting mixture is loaded onto a metal-shaped pallet and poured with molten iron from ladle residues.
Изготовленные брикеты используют в качестве шихтового материала взамен части свежих чугунов и лома черных металлов.The briquettes made are used as a charge material instead of a part of fresh cast iron and scrap of ferrous metals.
При плавке в вагранке в брикете на его поверхности и внутри происходят следующие процессы. Под воздействием горячих газов сначала происходит нагрев литой оболочки брикета и его содержимого внутри оболочки. Борная кислота под воздействием температуры расплавляется и обволакивает частицы стружки расплавленной пленкой, которая при дальнейшем увеличении температуры коксуется с образованием прочной стружечной массы с вкраплениями кусков шунгита. Далее литая оболочка оплавляется в отдельных местах и горячие газы воздействуют на стружечную массу, которая также расплавляется. В конечном итоге весь брикет расплавляется и жидкий металл стекает в горн вагранки.When melting in a cupola in a briquette, the following processes occur on its surface and inside. Under the influence of hot gases, the cast briquette shell and its contents inside the shell are first heated. Boric acid melts under the influence of temperature and envelops the particles of the chips with a molten film, which, with a further increase in temperature, cokes with the formation of a strong chip mass interspersed with pieces of shungite. Further, the cast shell is melted in separate places and hot gases act on the chip mass, which also melts. Ultimately, the entire briquette is melted and liquid metal flows into the furnace of the cupola.
Борная кислота, используемая в составе шихты, обеспечивает прочное сцепление частиц стружки друг с другом и противодействует рассыпанию стружки по сечению шахты вагранки, что неизбежно привело бы к возрастанию угара стружки. Благодаря введению в состав шихты борной кислоты достигается компактная упаковка частиц стружки, минимальная поверхность стружечной массы и, как следствие, минимальный угар стружки.Boric acid used in the composition of the charge provides strong adhesion of the particles of the chips to each other and counteracts the scattering of chips along the mine cupola shaft, which would inevitably lead to an increase in the waste of chips. Thanks to the introduction of boric acid into the mixture, a compact packing of chip particles, a minimum surface of the chip mass and, as a result, a minimum waste of chips are achieved.
Шунгит в составе стружечной шихты также способствует снижению угара стружки. Это достигается за счет следующего:Shungite in the composition of the chip mixture also helps to reduce the waste of chips. This is achieved by the following:
1) Углерод шунгита в процессе плавки реагирует с окислительными газами СО2 и H2O по реакциям:1) Shungite carbon in the smelting process reacts with oxidizing gases CO 2 and H 2 O according to the reactions:
СО2+С=2СО;CO 2 + C = 2CO;
H2O+C=H2+CO.H 2 O + C = H 2 + CO.
В результате этих реакций в локальной области металлостружечного брикета окислительная способность горячих газов снижается за счет появления в газах восстановительных продуктов СО и H2. Это способствует снижению угара стружки.As a result of these reactions in the local area of the metal-particle briquette, the oxidizing ability of hot gases is reduced due to the appearance of CO and H 2 reducing products in the gases. This helps to reduce the waste of chips.
2) Углерод шунгита при высоких температурах восстанавливает оксид кремния шунгита с образованием металлического кремния:2) Carbonate shungite at high temperatures restores silicon oxide shungite with the formation of metallic silicon:
SiO2+С=Si+СО2.SiO 2 + C = Si + CO 2 .
Металлический кремний как более активный элемент защищает железо стружки от окисления, в результате чего угар стружки также снижается.Silicon metal as a more active element protects the chip iron from oxidation, as a result of which the chip waste is also reduced.
Неиспользованные углерод и кремний шунгита в процессе плавки растворяются в жидком металле, что позволяет использовать в составе шихты низкоуглеродистые и низкокремнистые более дешевые свежие шихтовые материалы.Unused carbon and silicon schungite during the smelting process dissolves in liquid metal, which allows the use of low-carbon and low-silicon cheaper fresh charge materials as a part of a charge.
Таким образом, использование в составе шихты металлостружечного брикета шунгита и борной кислоты позволяет снизить угар стружки до 7-10%, что в 3-5 раз меньше по сравнению со способом-прототипом.Thus, the use of shungite and boric acid as a part of a batch of metal-particle briquettes makes it possible to reduce the waste of chips to 7-10%, which is 3-5 times less compared to the prototype method.
Приведенные в материалах заявки соотношения компонентов в составе шихты являются оптимальными, так как при выходе соотношений за указанные пределы показатели плавки ухудшаются. При содержании шунгита менее 20% общее количество углерода в брикете будет незначительным, что не будет способствовать существенному снижению окисления стружки. Угар стружки при этом увеличивается, возрастает количество образующегося шлака. При содержании шунгита более 30% в брикете уменьшается количество стружки, что экономически нецелесообразно.The ratios of components in the charge composition presented in the application materials are optimal, since when ratios go beyond the indicated limits, the melting indices deteriorate. If the shungite content is less than 20%, the total amount of carbon in the briquette will be insignificant, which will not contribute to a significant reduction in chip oxidation. The waste of the chips increases, the amount of slag formed increases. When the shungite content is more than 30% in the briquette, the amount of chips is reduced, which is not economically feasible.
При содержании борной кислоты менее 1% прочность массы стружки снижается, что приведет к ее рассыпанною и увеличению угара. При содержании более 2% борной кислоты возрастает тугоплавкость стружки, что приведет к излишним затратам тепла.When the boric acid content is less than 1%, the strength of the chip mass is reduced, which will lead to its scattered and increased fumes. When the content of more than 2% boric acid increases the refractoriness of the chips, which will lead to excessive heat.
Пример. Осуществляли плавку стальной стружки в виде брикетов, шихта которых состояла из 70% стружки, 28% шунгита и 2% борной кислоты. Оболочкой брикета являлся серый чугун СЧ15. Химический состав стружки: углерод 0,4-0,5%; кремний 0,2-0,28%; марганец 0,63-0,68%. Плавку проводили в газовой вагранке при температуре подогрева воздуха 500°С. Шихта вагранки состояла из 70% чугунного лома и 30% металлостружечных брикетов.Example. The steel chips were smelted in the form of briquettes, the charge of which consisted of 70% of the chips, 28% of shungite and 2% of boric acid. The briquette shell was SCCH15 gray cast iron. The chemical composition of the chips: carbon 0.4-0.5%; silicon 0.2-0.28%; Manganese 0.63-0.68%. Melting was carried out in a gas cupola at an air heating temperature of 500 ° C. The cupola furnace charge consisted of 70% cast iron scrap and 30% metal-bonded briquettes.
В результате опытных плавок получены следующие результаты: общий угар металла составил 5,2%; угар углерода 9%, кремния 12%, марганца 15%. Эти показатели примерно равны показателям при плавке без стружки. По сравнению с прототипом угар стружки при использовании брикетов с добавками шунгита и борной кислоты уменьшился в 3,4 раза. Приведенные данные свидетельствуют об эффективности предлагаемого изобретения.As a result of experimental swimming trunks, the following results were obtained: total metal waste amounted to 5.2%; carbon monoxide 9%, silicon 12%, manganese 15%. These indicators are approximately equal to those when melting without shavings. Compared with the prototype, the waste of chips when using briquettes with additives of shungite and boric acid decreased by 3.4 times. These data indicate the effectiveness of the invention.
Таким образом, предлагаемое изобретение обладает новизной и положительным эффектом. Его использование обеспечивает утилизацию стружки, снижение себестоимости выплавляемого металла. Стоимость брикета, изготовленного на основе предлагаемой шихты, в 1,5-2 раза меньше по сравнению с брикетом, изготовленным на основе шихты, содержащей дорогостоящие углеродистые добавки из кокса, электродной стружки, пека и т.д.Thus, the present invention has a novelty and a positive effect. Its use ensures the disposal of chips, reducing the cost of smelted metal. The cost of a briquette made on the basis of the proposed charge is 1.5-2 times less compared to a briquette made on the basis of a charge containing expensive carbon additives from coke, electrode chips, pitch, etc.
Источники информацииSources of information
1. Мариенбах Л.М. Металлургические основы ваграночного процесса. М.: Машгиз, 1960.1. Marienbach L.M. The metallurgical basis of the cupola process. M .: Mashgiz, 1960.
2. Грачев В.А., Горелов Н.А. Переплав металлоотходов в электропечах восстановительной плавки. М.: ЦНИИТЭИТЯЖМАШ, 1983.2. Grachev V.A., Gorelov N.A. Remelting of metal waste in electric furnaces of smelting reduction. M.: TSNIITEITYAZHMASH, 1983.
3. Кирин Е.М., Емельянов П.А. Способ изготовления металлостружечного брикета. А.С. СССР №1731419, БИ №17 от 7.05.92.3. Kirin EM, Emelyanov P.A. A method of manufacturing a metal chip. A.S. USSR No. 1731419, BI No. 17 dated 05/05/92.
4. Брикет для плавки железоуглеродистого сплава. АС СССР №1618766, БИ №1, 1991.4. Briquette for smelting iron-carbon alloy. USSR AS No. 1618766, BI No. 1, 1991.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116682/02A RU2241049C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Batch for producing of metal-cutting briquette |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003116682/02A RU2241049C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Batch for producing of metal-cutting briquette |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2241049C1 true RU2241049C1 (en) | 2004-11-27 |
| RU2003116682A RU2003116682A (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34310950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003116682/02A RU2241049C1 (en) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | Batch for producing of metal-cutting briquette |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2241049C1 (en) |
-
2003
- 2003-06-04 RU RU2003116682/02A patent/RU2241049C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4369062A (en) | Method of making briquettes and product | |
| KR930001334B1 (en) | Process for utilizing of zinc-containing metalurgical dusts and sludges | |
| Tangstad | Manganese ferroalloys technology | |
| KR100560236B1 (en) | Method of producing stainless steel by re-using waste material of stainless steel producing process | |
| JPH06145836A (en) | Production of alloy utilizing aluminum slag | |
| US4728358A (en) | Iron bearing briquet and method of making | |
| RU2241049C1 (en) | Batch for producing of metal-cutting briquette | |
| CA1321075C (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| RU2241771C1 (en) | Briquette for cast iron smelting | |
| KR100226897B1 (en) | Agglomerate method of pre-reduction fine ore for molten pig iron | |
| US5725631A (en) | Composite charge for metallurgical processing | |
| JP2009079257A (en) | Method for producing molten steel | |
| JP3859995B2 (en) | Low fuming aluminum content | |
| RU2213788C2 (en) | Method of steel-making in electric-arc furnace | |
| Gonik et al. | Features of the use of briquetted iron-bearing wastes | |
| JPH0375615B2 (en) | ||
| RU2112070C1 (en) | Method of production of ferrovanadium | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2124566C1 (en) | Briquetted mixture for inoculation of gray iron | |
| RU2237722C1 (en) | Briquette-component for blast-furnace charge | |
| SU855039A1 (en) | Briquet for smelting ferrous metals | |
| RU2241760C1 (en) | Briquette as component of blast-furnace batch | |
| RU2697129C2 (en) | Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting | |
| KR900700387A (en) | Method of producing Sic, MnC and ferroalloy | |
| RU2228377C2 (en) | Briquette for metallurgical transformation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050605 |