RU2634535C1 - Method for ceramic grinding bodies producing - Google Patents

Method for ceramic grinding bodies producing Download PDF

Info

Publication number
RU2634535C1
RU2634535C1 RU2016134485A RU2016134485A RU2634535C1 RU 2634535 C1 RU2634535 C1 RU 2634535C1 RU 2016134485 A RU2016134485 A RU 2016134485A RU 2016134485 A RU2016134485 A RU 2016134485A RU 2634535 C1 RU2634535 C1 RU 2634535C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
copper
iron
slag
grinding
Prior art date
Application number
RU2016134485A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Каркарин
Эдуард Генрихович Кох
Александр Давидович Поволоцкий
Виктор Давидович Поволоцкий
Василий Ефимович Рощин
Анатолий Леонидович Розовский
Валерий Александрович Сырых
Александр Леонидович Шестаков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОШАР"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОШАР" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОШАР"
Priority to RU2016134485A priority Critical patent/RU2634535C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2634535C1 publication Critical patent/RU2634535C1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02CCRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C17/00Disintegrating by tumbling mills, i.e. mills having a container charged with the material to be disintegrated with or without special disintegrating members such as pebbles or balls
    • B02C17/18Details
    • B02C17/20Disintegrating members
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08Manufacture of cast-iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgical engineering.
SUBSTANCE: method includes the preparation of charge containing waste of copper smelting production, melting it to produce cast iron, casting it into moulds and extracting cast iron moulds in the form of grinding bodies from them. As starting materials of the charge, a mixture of slag from copper smelting production, containing copper from 0.7 to 2.4%, and a carbonaceous reductant is used, pellets are produced from the resulting mass, which are dried and roasted in a reducing medium to obtain metallized pellets which are charged in arc furnace and melted to produce cast iron.
EFFECT: invention makes it possible to reduce the cost of manufacturing grinding balls from cast iron containing sulfur in quantity, while ensuring their high wear resistance.
2 ex, 2 tbl

Description

Группа изобретений относится к производству чугунных изделий, в частности к получению чугунных мелющих тел (шаров и цильбепсов) и их составу, и может использоваться для утилизации отходов медеплавильного производства в тех регионах, где оно имеется.The group of inventions relates to the production of cast iron products, in particular to the production of cast iron grinding bodies (balls and tilbeps) and their composition, and can be used for disposal of waste from copper smelting in those regions where it is available.

Проблема заключается в следующем.The problem is as follows.

Максимальное содержание серы в применяемых в настоящее время в сортаментах чугуна ограничивается 0,15%, поэтому при производстве чугуна и стали производится десульфурация исходного сырья и (или) жидкого металла. Процесс десульфурации значительно усложняет технологический процесс и удорожает продукцию.The maximum sulfur content in cast iron grades currently used is limited to 0.15%, therefore, in the production of cast iron and steel, desulphurization of the feedstock and (or) liquid metal is performed. The desulfurization process significantly complicates the process and increases the cost of production.

Известно, что при производстве чугунных мелющих тел для получения необходимых эксплуатационных свойств вводят различные легирующие добавки, изменяющие структуру металла и улучшающие показатели износостойкости и ударостойкости (Гиршович Н.Г. Чугунное литье. Учебное пособие. Л. - М.: Машгиз, 1949).It is known that in the production of pig-iron grinding bodies, various alloying additives are introduced to obtain the necessary operational properties, which change the structure of the metal and improve the indicators of wear resistance and impact resistance (Girshovich N.G. Cast iron. Training manual. L. - M .: Mashgiz, 1949).

Введение таких добавок усложняет технологию и удорожает продукцию.The introduction of such additives complicates the technology and increases the cost of production.

Одной из применяемых легирующих добавок является медь. Известно, что введение меди повышает пластичность металла, что положительно сказывается на показателях износостойкости. Положительное влияние легирования медью чугуна для литых мелющих тел отмечено в книге авторов Михайлов A.M., Бауман Б.В., Благов Б.Н. «Машиностроение», 1987 г.One of the alloying additives used is copper. It is known that the introduction of copper increases the ductility of the metal, which positively affects the indicators of wear resistance. The positive effect of copper alloying of cast iron for cast grinding media was noted in the book of authors Mikhailov A.M., Bauman B.V., Blagov B.N. "Engineering", 1987

В то же время содержание меди в подавляющем большинстве сортов стали и чугуна, используемых в металлургии, ограничено 0,3%, что связано с эффектом «красноломкости» при прокатке металла.At the same time, the copper content in the vast majority of steel and cast iron grades used in metallurgy is limited to 0.3%, which is associated with the effect of “red breaking” during metal rolling.

В настоящее время нет дешевых и эффективных способов отделения в расплаве железа от меди, поэтому некоторые природные и техногенные источники получения железа в металлургии не используются. Потенциальной сырьевой базой черной металлургии являются отходы медной промышленности: шлаки, которые в зависимости от принятой на заводах технологии содержат от 0,3 до 1% меди и до 40% железа. При этом, как правило, в отвалах предприятий содержатся шлаки с различным содержанием меди: гранулированные, произведенные по устаревшей технологии и шламы, полученные из молотых шлаков и подвергнутые пенной флотации для максимально возможного извлечения меди. Эти шлаки миллионами тонн складируются в отвалах, которые занимают большие площади и создают экологические проблемы.Currently, there are no cheap and effective methods for separating iron from copper in a melt, therefore, some natural and man-made sources of iron production are not used in metallurgy. A potential raw material base for ferrous metallurgy is the waste from the copper industry: slag, which, depending on the technology adopted at the plants, contains from 0.3 to 1% copper and up to 40% iron. In this case, as a rule, in the dumps of enterprises slags with different copper contents are contained: granulated, produced by outdated technology and sludges obtained from ground slags and subjected to foam flotation for the maximum possible copper recovery. These slags in millions of tons are stored in dumps, which occupy large areas and create environmental problems.

Медные шлаки содержат до 1,5% серы. При одном из наиболее эффективных способов производства с использованием твердофазного восстановления железа в качестве восстановителя используются дешевые сорта угля (в том числе бурого), не используемые в традиционной металлургии, что вносит дополнительное количество серы в металл.Copper slag contains up to 1.5% sulfur. In one of the most efficient production methods using solid-phase reduction of iron, cheap types of coal (including brown) that are not used in traditional metallurgy are used as a reducing agent, which introduces an additional amount of sulfur into the metal.

Заявителем экспериментально было установлено, что при содержании серы в чугуне в количестве до 2% в присутствии 0,7-2,0.% меди эксплуатационные свойства мелющих тел находятся в пределах Гост 7524-89 "Шары стальные мелющие" и КР СТ 2310-2013 «Шары литые чугунные мелющие» Республики Казахстан. Это позволяет при выплавке чугуна для мелющих тел из медных шлаков обойтись без операции десульфурации, что существенно снижает затраты на производство. Кроме того, чугун из медных шлаков получается природнолегированным бесплатной медью.The applicant experimentally found that when the sulfur content in cast iron in an amount of up to 2% in the presence of 0.7-2.0.% Copper, the operational properties of grinding media are within the limits of GOST 7524-89 "Steel grinding balls" and KR ST 2310-2013 "Cast-iron cast-iron grinding balls" of the Republic of Kazakhstan. This allows cast iron for grinding media from copper slag to dispense with the operation of desulfurization, which significantly reduces production costs. In addition, cast iron from copper slag is obtained by naturally alloyed free copper.

Известен способ получения отливки быстроизнашиваемой детали из белого износостойкого чугуна (см. патент Белоруссии № BY 10945 С1 от 2008.08.30).A known method of producing castings of a wearing part from white wear-resistant cast iron (see Belarus patent No. BY 10945 C1 from 2008.08.30).

Известный способ включает плавку шихты, введение легирующей добавки, заливку расплава чугуна в форму и извлечение отливки из формы и отличается тем, что в качестве легирующей добавки используют 3-6 мас. % комплексного сплава, являющегося попутным продуктом плавки электрокорунда нормального и содержащего по массе: 1,3-2,0% углерода, 8-12% кремния, 0,3-1,0% марганца, 0,4-0,9% никеля, 0,6-1,5% хрома, 3-7% титана, 0,5-1,0% ванадия, 0,3-0,6% вольфрама, 0,3-0,6% молибдена, 0,6-1,6% алюминия, 0,03-0,1% меди, 0,08-0,10% фосфора, 0,01-0,02% серы и остальное железо, заливку чугуна осуществляют при 1360-1380°С в песчано-глинистую форму, а после извлечения из формы отливку охлаждают на воздухе.The known method includes melting the mixture, the introduction of an alloying additive, pouring the molten iron into the mold and removing the casting from the mold and differs in that 3-6 wt. % complex alloy, which is a by-product of normal corundum smelting and containing by weight: 1.3-2.0% carbon, 8-12% silicon, 0.3-1.0% manganese, 0.4-0.9% nickel , 0.6-1.5% chromium, 3-7% titanium, 0.5-1.0% vanadium, 0.3-0.6% tungsten, 0.3-0.6% molybdenum, 0.6 -1.6% of aluminum, 0.03-0.1% of copper, 0.08-0.10% of phosphorus, 0.01-0.02% of sulfur and the rest of the iron, casting of iron is carried out at 1360-1380 ° C in sand-clay form, and after extraction from the mold, the casting is cooled in air.

Этот способ позволяет получать мелющие тела с нормативными эксплуатационными характеристиками, используя в качестве легирующей добавки дешевый попутный продукт плавки электрокорунда. Недостаток состоит в том, что 94-97% состава шихты составляет дорогостоящее железное сырье, выплавляемое по традиционной технологии.This method allows to obtain grinding media with normative operational characteristics, using as an alloying agent a cheap by-product of fusion of electrocorundum. The disadvantage is that 94-97% of the composition of the charge is expensive iron raw materials, smelted according to traditional technology.

Известен способ получения литых заготовок из белого износостойкого чугуна для быстроизнашиваемых деталей, представленный в п. РФ №2169787 по кл. С22С 37/0.There is a method of producing cast billets from white wear-resistant cast iron for wear parts, presented in clause of the Russian Federation No. 2169787 by class. C22C 37/0.

Известный способ включает выплавку, легирование и модифицирование чугуна с получением заданного состава, получение отливок заливкой чугуна в песчаную или металлическую форму, очистку и термообработку отливок, при этом используют чугун следующего состава, мас. %: углерод 2,4-4,0; кремний 0,5-1,5; марганец 2.0-4,0; никель 2,0-4,0; хром 8,0-12,0; молибден 0,5-0,8; бор 0,1-0,3; барий 0,005-0,001; фосфор 0,02-0,07; сера 0,02-0,07; железо - остальное.The known method includes smelting, alloying and modifying cast iron to obtain a given composition, producing castings by casting cast iron in sand or metal molds, cleaning and heat treatment of castings, using cast iron of the following composition, wt. %: carbon 2.4-4.0; silicon 0.5-1.5; Manganese 2.0-4.0; nickel 2.0-4.0; chrome 8.0-12.0; molybdenum 0.5-0.8; boron 0.1-0.3; barium 0.005-0.001; phosphorus 0.02-0.07; sulfur 0.02-0.07; iron is the rest.

Недостатком известного способа является использование повышенного количества в качестве легирующих компонентов дорогих и дефицитных элементов хрома, никеля, молибдена и других, что значительно увеличивает стоимость отливок.The disadvantage of this method is the use of an increased amount as alloying components of expensive and scarce elements of chromium, nickel, molybdenum and others, which significantly increases the cost of castings.

Известен способ выплавки чугуна [см. патент РФ №2409681 по кл. С21В 11/10]. Известный способ включает завалку железорудного сырья и кокса в печь, нагрев и плавление их электрической дугой, восстановление железа, выпуск чугуна и шлака и отличается тем, что в качестве железорудного сырья используют отвальный мартеновский шлак с содержанием железа до 36%, марганца до 9% и металлов ферросплавов, восстанавливают железо и марганец, после восстановления обрабатывают расплав фторидами или хлоридами щелочных или щелочноземельных металлов, упакованных в металлическую капсулу, и осуществляют выпуск чугуна и рафинировочного шлака.A known method of smelting cast iron [see RF patent No. 2409681 by class C21B 11/10]. The known method includes filling iron ore and coke in a furnace, heating and melting it with an electric arc, reducing iron, producing pig iron and slag, and differs in that the waste open-hearth furnace slag with iron content up to 36%, manganese up to 9% and ferroalloy metals, iron and manganese are reduced, after reduction, the melt is treated with fluorides or chlorides of alkali or alkaline earth metals, packed in a metal capsule, and the cast iron is refined and refined of slag.

Недостатком данного способа, в котором в качестве железосодержащего сырья используются отходы промышленности, является сложность выполнения, связанная с необходимостью дополнительной дорогостоящей операции легирования и изготовлением специальных капсул для этой цели.The disadvantage of this method, in which industrial waste is used as iron-containing raw materials, is the complexity of execution associated with the need for additional expensive alloying operations and the manufacture of special capsules for this purpose.

Известен состав износостойкого чугуна (патент 831851), содержащий в качестве легирующих добавок медь 0,6-1,4% (по массе) и редкоземельные металлы.The known composition of wear-resistant cast iron (patent 831851), containing as alloying additives copper 0.6-1.4% (by weight) and rare earth metals.

Недостатком данного чугуна является высокая стоимость легирующих добавок.The disadvantage of this cast iron is the high cost of alloying additives.

Известен состав для получения мелющих тел из чугуна, представленный в п. РФ №2055930 «Износостойкий чугун».A known composition for producing grinding media from cast iron, presented in paragraphs of the Russian Federation No. 2055930 "Wear-resistant cast iron."

Известный состав содержит 1,0-2,4% меди. Остальные компоненты, массовый %: Углерод - 3,9-4,5; Марганец - 5-9; Кремний - 0,5-1,2; Алюминий - 0,5-1,5; Ванадий - 0,1-0,45; Медь - 1,0-2,4; Кальций - 0,01-0,05 Церий - 0,01-0,05 Железо - остальное. Медь, согласно изобретению, вводится для стабилизации аустенита до определенного уровня. Кроме того, медь повышает вязкость и прочные свойства чугуна. Ее содержание менее 1,0% малоэффективно, т.к. не обеспечивает достаточной стабилизации аустенита.The known composition contains 1.0-2.4% of copper. The remaining components, mass%: Carbon - 3.9-4.5; Manganese - 5-9; Silicon - 0.5-1.2; Aluminum - 0.5-1.5; Vanadium - 0.1-0.45; Copper - 1.0-2.4; Calcium - 0.01-0.05 Cerium - 0.01-0.05 Iron - the rest. Copper according to the invention is introduced to stabilize austenite to a certain level. In addition, copper increases the viscosity and strength of cast iron. Its content is less than 1.0% ineffective, because does not provide sufficient stabilization of austenite.

Увеличение содержания меди более 2,4% способствует чрезмерной стабилизации аустенита, что снижает эффект самоупрочнения при эксплуатации, а также способствует графитизации чугуна и охрупчиванию сплава.An increase in copper content of more than 2.4% contributes to excessive stabilization of austenite, which reduces the effect of self-hardening during operation, and also contributes to graphitization of cast iron and embrittlement of the alloy.

Недостатком данного состава чугуна является использование специально вводимых при плавке легирующих добавок, ванадия, церия, марганца, что усложняет технологию, вызывает необходимость перегрева расплава, удорожает продукцию. В составе чугуна отсутствует сера, что свидетельствует о проведенной дорогостоящей операции десульфурации чугуна. Все эти факторы приводят к повышению стоимости изделий.The disadvantage of this composition of cast iron is the use of alloying additives specially introduced during melting, vanadium, cerium, manganese, which complicates the technology, necessitates overheating of the melt, and makes production more expensive. Sulfur is absent in the composition of cast iron, which indicates an expensive operation of desulphurization of cast iron. All these factors lead to an increase in the cost of products.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемым средствам являются способ получения чугунных мелющих тел и состав этих тел, представленные в п. РФ №2016077 по кл. С21С 1/08, заявл. 03.04.1992, опубл. 15.07.1994 г.Closest to the technical nature of the claimed means are a method for producing cast iron grinding bodies and the composition of these bodies, presented in clause of the Russian Federation No. 2016077, class. C21C 1/08, claimed 04/03/1992, publ. July 15, 1994

Известный способ включает плавку шихты на основе передельного чугуна с введенными в нее легирующими элементами в виде отходов производства камнелитных изделий из медеплавильных шлаков, разливку чугуна в металлические формы и извлечение отливок из форм. Данный способ позволяет снизить стоимость изделий за счет использования в качестве легирующей медесодержащей добавки отходов.The known method includes melting a mixture based on pig iron with alloying elements introduced into it in the form of waste from the production of stone products from copper smelting slag, casting iron into metal molds and removing castings from molds. This method allows to reduce the cost of products due to the use of waste as an alloying copper-containing additive.

Известный химический состав материала получаемых с помощью данного метода шаров следующий, мас. %: 3,11-3,9 С; 0,11-0,8 Si; 0,02-0,8 Mn; 0,9-2,1 Cu, железо - остальное.The known chemical composition of the material obtained using this method of balls is as follows, wt. %: 3.11-3.9 C; 0.11-0.8 Si; 0.02-0.8 Mn; 0.9-2.1 Cu, iron - the rest.

Недостаток известного способа и состава состоит в том, что в качестве легирующей медесодержащей добавки используется до 15% отходов от плавления медного шлака, а не менее 85% шихты составляет дорогостоящее железное сырье: передельный чугун, выплавляемый по традиционной технологии.A disadvantage of the known method and composition is that up to 15% of waste from the melting of copper slag is used as an alloying copper-containing additive, and at least 85% of the charge is made up of expensive iron raw materials: pig iron smelted by traditional technology.

Кроме того, каменное литье из медного шлака не нашло промышленного применения.In addition, stone casting from copper slag has not found industrial application.

Задачей является снижение стоимости изготовления мелющих шаров из чугуна при обеспечении их высокой износостойкости.The objective is to reduce the cost of manufacturing grinding balls made of cast iron while ensuring their high wear resistance.

Поставленная задача решается тем, чтоThe problem is solved in that

- в способе получения чугунных мелющих тел, включающем подготовку шихты, содержащей в своем составе отходы медеплавильного производства, ее плавление и получение чугуна, разливку его в формы и извлечение из них чугунных отливок в виде мелющих тел, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, в качестве исходных материалов шихты используют смесь из шлака медеплавильного производства, содержащего медь от 0,7 до 2,4% и углеродный восстановитель, из полученной смеси изготавливают окатыши, которые высушивают и обжигают в восстановительной среде до получения металлизированных окатышей, загружают в дуговую печь и плавят с получением чугуна, который разливают в формы.- in a method for producing pig-iron grinding bodies, including preparing a charge containing waste from copper smelting, melting it and producing cast iron, casting it into molds and extracting from them cast iron castings in the form of grinding bodies, ACCORDING TO THE INVENTION, ACCORDING TO THE INVENTION, charge materials are used as starting materials a mixture of copper smelting slag containing copper from 0.7 to 2.4% and a carbon reducing agent, pellets are made from the resulting mixture, which are dried and calcined in a reducing medium to obtain metallization Rowan pellets were charged into the arc furnace and is melted to yield pig iron that is poured into molds.

Использование в способе получения чугунных износостойких мелющих шаров в качестве шихты шлака от производства меди, содержащейся в нем в количестве 0,7-2,4%, позволяет получить за счет использования в качестве 100% сырья отходов от медеплавильного производства недорогие, но имеющие хорошую износостойкость мелющие шары, поскольку медь, содержащаяся в шлаке, служит при этом легирующей добавкой.The use in the method of producing pig-iron wear-resistant grinding balls as a charge of slag from the production of copper, contained in it in an amount of 0.7-2.4%, makes it possible to obtain inexpensive, but having good wear resistance due to the use of 100% raw materials as waste from the smelting production grinding balls, since the copper contained in the slag serves as an alloying additive.

Экспериментально установлено, что при содержании меди менее 0, 7% снижается ударостойкость мелющих тел. При содержании меди более 2,4% снижается твердость мелющих шаров. Увеличение содержания серы в чугуне в количестве выше 2% снижает ударостойкость мелющих тел. Кроме того, ухудшаются литейные свойства расплава чугуна, что выражается в зарастании литниковых каналов.It was experimentally established that when the copper content is less than 0, 7%, the impact resistance of grinding media decreases. When the copper content is more than 2.4%, the hardness of grinding balls decreases. An increase in the sulfur content in cast iron in an amount above 2% reduces the impact resistance of grinding media. In addition, the casting properties of cast iron melt are deteriorating, which is reflected in the overgrowing of the sprue channels.

Поэтому, несмотря на то, что медеплавильный шлак включает в себя серу, однако в присутствии в нем меди в количестве 0,7-2,4% содержание в получаемых с помощью заявляемого способа мелющих чугунных шарах серы в количестве до 2% массы не снижает износостойкости и прочностных свойств этих шаров, не требуя десульфурации и обеспечивая их невысокую стоимость.Therefore, despite the fact that the copper smelting slag includes sulfur, however, in the presence of copper in it in an amount of 0.7-2.4%, the content in the grinding pig-iron balls of sulfur obtained by the inventive method in an amount of up to 2% of the mass does not reduce wear resistance and strength properties of these balls, without requiring desulfurization and ensuring their low cost.

Технический результат - снижение стоимости получения мелющих чугунных тел при обеспечении их высоких износостойких свойств.The technical result is a reduction in the cost of obtaining grinding cast iron bodies while ensuring their high wear-resistant properties.

Заявляемый способ обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него наличием таких отличительных признаков как использование в качестве исходных материалов шихты смеси из шлака медеплавильного производства, содержащего медь от 0,7 до 2,4%, и углеродного восстановителя, изготовление из полученной смеси окатышей, которые высушивают и обжигают в восстановительной среде до получения металлизированных окатышей, загрузка их в дуговую печь и плавка с получением чугуна, который разливают в формы, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.The inventive method has a novelty in comparison with the prototype, differing from it by the presence of such distinctive features as the use of raw materials of a mixture of slag from a copper smelter containing copper from 0.7 to 2.4%, and a carbon reducing agent, the manufacture of the obtained mixture of pellets which are dried and fired in a reducing medium to obtain metallized pellets, loading them into an arc furnace and smelting to produce cast iron, which is poured into molds that together provide the given result.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающими указанными отличительными признаками, которые обеспечивали бы достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемый способ соответствует критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of technical solutions possessing the indicated distinguishing features that would ensure the achievement of a given result, therefore he believes that the claimed method meets the criterion of "inventive step".

Заявляемый способ получения чугунных мелющих тел и их состав могут найти широкое применение для утилизации отходов медеплавильного производства, в частности, на Южном Урале и в других регионах и потому соответствуют критерию «промышленная применимость».The inventive method for producing cast iron grinding bodies and their composition can be widely used for the disposal of waste from smelting production, in particular, in the Southern Urals and in other regions and therefore meet the criterion of "industrial applicability".

Изобретение иллюстрируется таблицами, где приведен состав чугуна для примеров практической реализации.The invention is illustrated in the tables, which show the composition of cast iron for examples of practical implementation.

Заявляемый способ получения чугунных мелющих тел заключается в следующем.The inventive method for producing cast iron grinding bodies is as follows.

Берут шихту в виде включающего в себя чугун и медь шлака от медеплавильного производства при содержании меди от 0,7 до 2,4% в общей массе и подвергают ее плавке. Затем заливают расплав в формы и извлекают отливки из форм.Take the charge in the form of iron and copper slag from copper smelting at a copper content of 0.7 to 2.4% in the total mass and subjected to smelting. Then the melt is poured into molds and castings are removed from the molds.

В составе получаемых заявляемым способом чугунных мелющих тел, включающем чугун и медь в мас. % 0,7-2,4, возможно содержание серы не более 2%.In the composition obtained by the claimed method of cast iron grinding media, including cast iron and copper in wt. % 0.7-2.4, possibly a sulfur content of not more than 2%.

Примеры практической реализации заявляемого способа.Examples of practical implementation of the proposed method.

Пример 1. Исходный материал: медный шлак из отвальных хвостов переработки Балхашского обогатительного комбината и восстановитель (уголь) высушивались до постоянного веса в сушильном шкафу. Уголь измельчался в дисковой мельнице до фракции минус 1 мм, после чего шлак, уголь и связующее смешивались. Количество восстановителя в смеси составляло 15%. К полученной смеси добавлялось сухое связующее в количестве 4%. Из полученной массы на лабораторном грануляторе изготавливались окатыши (диаметром 10-20 мм) с добавлением 12% воды.Example 1. The starting material: copper slag from the tailings of the processing of the Balkhash concentrator and reducing agent (coal) were dried to constant weight in an oven. The coal was ground in a disk mill to a fraction of minus 1 mm, after which the slag, coal and binder were mixed. The amount of reducing agent in the mixture was 15%. A dry binder in an amount of 4% was added to the resulting mixture. Pellets (with a diameter of 10-20 mm) with the addition of 12% water were made from the resulting mass on a laboratory granulator.

Окатыши высушивались в сушильной печи при температуре 120 град.The pellets were dried in a drying oven at a temperature of 120 degrees.

Высушенные окатыши помещались в алундовые тигли, закрывались крышками (тиглями меньшего диаметра) и засыпались измельченным углем. Тигли помещались в муфельную печь. Материал обжигался в восстановительной среде. Наличие восстановительной среды в печи подтверждалось остатками несгоревшего угля в тиглях после обжига. После такой обработки окатыши становились металлизованными, так как окислы железа восстанавливались до металла практически полностью. Далее окатыши загружались в дуговую печь и из них выплавлялся чугун. Выход металла составил 30% от массы шлама. Металл представлял собой белый чугун (примерно 40% карбида железа и 60% перлита), сера находилась в круглых шариках 10-50 мкм в виде сульфидов железа FeS с примесью Cu. Выплавленный металл был расплавлен в индукционной печи при температуре 1420°С (время плавки 30 мин) и разлит в чугунный разъемный кокиль.The dried pellets were placed in alundum crucibles, covered with lids (crucibles of a smaller diameter) and covered with crushed coal. The crucibles were placed in a muffle furnace. The material was calcined in a reducing medium. The presence of a reducing medium in the furnace was confirmed by the remains of unburned coal in crucibles after firing. After this treatment, the pellets became metallized, since iron oxides were reduced to metal almost completely. Further, the pellets were loaded into an arc furnace and cast iron was smelted from them. The metal yield was 30% by weight of the sludge. The metal was white cast iron (approximately 40% iron carbide and 60% perlite), sulfur was in round balls of 10-50 microns in the form of iron sulfides FeS mixed with Cu. The melted metal was molten in an induction furnace at a temperature of 1420 ° C (melting time 30 min) and cast into a cast iron chill mold.

В результате были получены образцы чугунных шаров диаметром 40 мм.As a result, samples of cast iron balls with a diameter of 40 mm were obtained.

Испытание твердости образцов чугуна, полученного при заливке шаров, показало значение 52 единицы по шкале Роквелла, что соответствует II группе твердости согласно Техническим Требованиям Гост 7524-89 "Шары стальные мелющие" и КР СТ 2310-2013 «Шары литые чугунные мелющие».The hardness test of samples of cast iron obtained by pouring balls showed a value of 52 units on the Rockwell scale, which corresponds to group II hardness according to Technical Requirements GOST 7524-89 "Steel grinding balls" and KR ST 2310-2013 "Cast iron grinding balls."

При многократном сбрасывании с высоты 4 м на чугунную плиту сколов и вмятин на шарах не обнаружено.When repeatedly dropping from a height of 4 m onto a cast-iron plate, no chips or dents were found on the balls.

Химический состав чугуна показан ниже в табл. 1.The chemical composition of cast iron is shown below in table. one.

Высокое содержание серы (1%) не привело к ухудшению механических свойств чугуна ниже требуемых для мелющих тел. Присутствие 1% меди, которая находится, в основном, в феррите, повышает его пластичность и в целом изделия.The high sulfur content (1%) did not lead to a deterioration in the mechanical properties of cast iron below that required for grinding media. The presence of 1% copper, which is mainly found in ferrite, increases its ductility and overall product.

Пример 2. В качестве исходного материала использовался шлак из хвостов флотации Карабашского медеплавильного завода. Чугунные шары изготавливались по той же технологии, что и в примере 1, но отливались шары диаметром 80 мм. В связи с высоким содержанием серы в шлаке к исходному сырью было добавлено 30% гранулированного медного шлака того же комбината (из старых отвалов), отличие которого состояло в повышенном содержании меди (0,6%).Example 2. As the source material was used slag from the flotation tailings of the Karabash smelter. Cast iron balls were made using the same technology as in Example 1, but balls with a diameter of 80 mm were cast. Due to the high sulfur content in the slag, 30% of granulated copper slag of the same plant (from old dumps) was added to the feedstock, the difference of which was the increased copper content (0.6%).

Химический состав чугуна, полученного из смеси двух видов медного шлака, приведен ниже в табл. 2.The chemical composition of cast iron obtained from a mixture of two types of copper slag is given below in table. 2.

Как следует из данных табл. 2, содержание серы в чугуне из смеси двух видов шлака составило 1,65%. Испытание твердости образцов чугуна, полученного при заливке шаров, показало значение 52 единицы по шкале Роквелла, что для диаметра шара 80 мм соответствует III группе твердости согласно Техническим Требованиям Гост 7524-89 «Шары стальные мелющие» и КР СТ 2310-2013 «Шары литые чугунные мелющие».As follows from the data table. 2, the sulfur content in cast iron from a mixture of two types of slag was 1.65%. The hardness test of samples of cast iron obtained by pouring balls showed a value of 52 units on the Rockwell scale, which for a ball diameter of 80 mm corresponds to the III group of hardness according to Technical Requirements GOST 7524-89 "Steel grinding balls" and KR ST 2310-2013 "Cast iron balls grinding ”.

Таким образом, использование при выплавке чугуна для мелющих тел шихты из шлаков медного производства позволяет получить изделия с высокими эксплуатационными характеристиками, при этом исключив операцию десульфурации.Thus, the use of a mixture of pig iron for smelting grinding media from slag from copper production allows to obtain products with high performance characteristics, while eliminating the desulfurization operation.

В сравнении с прототипами заявляемые способ получения чугунных мелющих тел из чугуна и состав полученных таким способом чугунных мелющих тел являются более дешевыми при хорошей износостойкости полученных шаров.In comparison with the prototypes of the claimed method for producing cast iron grinding bodies from cast iron and the composition of the cast iron grinding bodies obtained in this way are cheaper with good wear resistance of the obtained balls.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ получения чугунных мелющих тел, включающий подготовку исходных материалов шихты, содержащей в своем составе отходы медеплавильного производства, ее плавление с получением чугуна, разливку его в формы и извлечение из них чугунных отливок в виде мелющих тел, отличающийся тем, что в качестве исходных материалов шихты используют смесь из шлака от медеплавильного производства, содержащего медь от 0,7 до 2,4%, и углеродистого восстановителя, из полученной массы изготавливают окатыши, которые высушивают и обжигают в восстановительной среде до получения металлизированных окатышей, которые используют при загрузке шихты в дуговую печь и ее плавлении с получением чугуна.A method of producing cast iron grinding bodies, including preparing the raw materials of the mixture, containing waste from copper smelting, its melting to produce cast iron, casting it into molds and removing from them cast iron castings in the form of grinding media, characterized in that as the raw materials of the mixture use a mixture of slag from a copper smelter containing copper from 0.7 to 2.4%, and a carbon reducing agent, pellets are made from the resulting mass, which are dried and calcined in a reducing medium e to obtain the metallized pellets, which are used when loading the charge into the arc furnace and melting it to obtain iron.
RU2016134485A 2016-08-23 2016-08-23 Method for ceramic grinding bodies producing RU2634535C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016134485A RU2634535C1 (en) 2016-08-23 2016-08-23 Method for ceramic grinding bodies producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016134485A RU2634535C1 (en) 2016-08-23 2016-08-23 Method for ceramic grinding bodies producing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2634535C1 true RU2634535C1 (en) 2017-10-31

Family

ID=60263642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016134485A RU2634535C1 (en) 2016-08-23 2016-08-23 Method for ceramic grinding bodies producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2634535C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818534C1 (en) * 2023-07-21 2024-05-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Method of producing cast iron grinding bodies

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844844A (en) * 1972-03-06 1974-10-29 Pacific Metals Co Ltd High toughness iron balls and process of making the same
GB1499290A (en) * 1976-09-13 1978-01-25 Noranda Mines Ltd Cast iron
RU2016077C1 (en) * 1992-01-04 1994-07-15 Институт проблем литья АН Украины Method for manufacture of pig iron grinding bodies
RU2055930C1 (en) * 1994-02-10 1996-03-10 Мариупольский металлургический институт Wear-resistant cast iron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3844844A (en) * 1972-03-06 1974-10-29 Pacific Metals Co Ltd High toughness iron balls and process of making the same
GB1499290A (en) * 1976-09-13 1978-01-25 Noranda Mines Ltd Cast iron
RU2016077C1 (en) * 1992-01-04 1994-07-15 Институт проблем литья АН Украины Method for manufacture of pig iron grinding bodies
RU2055930C1 (en) * 1994-02-10 1996-03-10 Мариупольский металлургический институт Wear-resistant cast iron

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2818534C1 (en) * 2023-07-21 2024-05-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Method of producing cast iron grinding bodies

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015003669A1 (en) Fluxing agent, process of its production, agglomeration mixture and use of slug from secondary metallurgy
Holtzer et al. The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process
CN103540701A (en) Smelting process suitable for ultra-high strength gray cast iron
RU2399680C2 (en) Procedure for metallisation of titanium-magnesium concentrates at production of iron pellets and titanium-vanadium slag
JP4540488B2 (en) Desulfurization method of ferronickel
US20130305882A1 (en) Titanium-containing molded body
CN111139332B (en) Slag former and light and thin scrap steel mixed processing furnace entering process
CN110551936B (en) Manganese series low alloy complex phase bainite ball milling cast iron grinding ball and preparation method thereof
RU2634535C1 (en) Method for ceramic grinding bodies producing
CN104561409A (en) Production method for hypoeutectic cast pig iron
RU2241771C1 (en) Briquette for cast iron smelting
Mondol A Review of Steelmaking Technologies
EP0235291A4 (en) Method for obtaining vanadium slag.
CN107262731A (en) A kind of method that stocking/component of machine product is forged in powdery iron ore DRI hot pressing
RU2641436C1 (en) Method of recovering vanadium from natural-alloyed vanadium cast iron
RU2566230C2 (en) Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal
CN108193125B (en) TGC600 nodular cast iron and preparation method thereof
CN110938775A (en) High-strength cast steel and manufacturing method thereof
Sadykhov et al. Bloomery processing of oxidized magnesia nickel ores
Wenbang et al. Design and control of chemical compositions for high-performance austempered ductile iron.
RU2647432C2 (en) Method for steel making in oxygen converter
RU2805114C1 (en) Steel melting method in electric arc furnace
RU2515403C1 (en) Method of steel casting in arc steel furnace
RU2667929C1 (en) Semi-finished product for steel-making
US20170130284A1 (en) Products and processes for producing steel alloys using an electric arc furnace