SU1092184A1 - Способ получени чугуна в вагранке - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА В ВАГРАНКЕ, включающий ввод в вагранку металлошихты, кокса, флюса в количестве 3-6% от веса металлошихты, содержащего известн к и шлак от произ-гт водства марганцевых ферросплавов с последующим их нагревом и расплавлением , отличающийс  тем, что, с целью стабилизации химического состава - lyryKa и повышени  качества отливок, одновременно со шпаком от производства марга щевых ферросплавов и известн ком в вагранку ввод т шлак от производства ферросилици , причем шлак от производства марганцевых ферросплавов загружаетс  с коксом , известн к-и шлак от производства ферросилшщ  - с металлошихтой, а соотношение шлака от производства марганцевых ферросплавов, известн ка и шлака от производства ферросилици  составл ет :

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, а именно к получению чугуна в ваграночных печах. Известен способ получени  чугуна в ваграночных печах с использованием известн ка в качестве флюса ij . Недостатками этого способа  вл ютс  расход тепла на разложение известн ка , позднее шлакообразование, повышенный угар ( 20%) кремни  и марганца, повьшенные-требовани  к качеству известн ка по содержанию врещгык примесей. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности,и достигавмому эффекту  вл етс  способ получени  чугуна в вагранке, включающий ввод металлошихты, кокса и флюса, содержащего известн к и шлак от производства марганцевых ферросплавов, в количестве 3-6% от веса металлошихты 2 . Недостатком указанного способа  вл етс  низкое качество отливок, получаемых при заливке чугуна в водо охлаждаемый кокиль. В частности, зто про вл етс  в высоком уровне брака чугунных труб по поперечным микротрв щинам из-за дестабилизации температу ры и состава чугуна по марганцу и кремнию, возникакщей при использован в качестве флюса шлака от производ-i ства марганцевых ферросплавов. Цель изобретени  - стабилизаци  химического состава чугуна и повьшгение качества отливок« Поставленна  цель достигаетс  тем что согласие способу получени  чугун в вагранке, включак цему ввод в вагранку металлошихты, кокса, флюса в количестве 3-6% от веса металлошихты содержащего известн к и шлак от производства марганцевых ферросплавов с последузощим их нагревом и расплавлением , одновременно со шлаком от производства марганцевых ферросплавов и известн ком в вагранку ввод т шлак от производства ферросилици , причем шлак от производства марганцевых фер росп-иавов загружаетс  с. коксом, известн к и шлак от производства ферро силици  - с металлошшстой, а соотношение шлака от производства марганцевых ферросплавов, известн ка и шлака от производства ферросилкгщ  составл ет 1:(3-5);(2-6) соответственно . i Состав шлаков от производства ферросилици  и марганцевых феррасплавов приведен в табл.1. Пор док ввода составл ющих флюса в вагранку и соотношение компонентов выбраны с целью повьш1ени  качества отливок за счет стабилизации химического состава чугуна по марганцу и кремнию, его рафинировани  образующи мис  легкоплавкими жидкоподвижными ваграночными шлаками, повьш1ени  температуры чугуна и уменьшени  содержани  в нем серы. При загрузке в вагранку шлака от производства ферросшшци  и известн ка вместе с металлошихтой быстро формируетс  легкоплавкий жидкоподвижный шлак, хорошо смачивающий поверхность еще твердой металлошихты. Формирование такого шлака происходит благодар  образованию многокомпонент ных легкоплавких соединений. Жидкий пшак предохран ет -поверхность чугуна от окислени , что ведет к снижению ; угара кремни , марганца и железа. Кроме этого, глинозем, содержащийс  в шлаке от производства ферросилици  способствует восстановлению окислов марганца и кремни . Эти фйкторы привод т к стабилизации состава чугуна по марганцу и кремнию. После расплавлени  металлошихты шлак рафинирует жидкий металл, очища  его от неметаллических включений и газов. Прй окислении углерода и разложении карбида кремни , содержащихс  в шлаке от производства ферросилици  , вьщел етс  значительное количество тепла, что позвол ет снизить расход кокса или повысить температуру чугуна . Оба эти фактора способствуют снижению содержани  серы в чугуне, так как кокс  вл етс  основным ее источником, а повышение температуры увеличивает обессеривакнцую способность шлаков. Ферросилиций, содержа- щийс  в шлаке от производства ферросилици , усваиваетс  чугуном. Стабилизаци  сосвавй чугуна по марганцу и кремнию, рафинирование металла,повышение его температуры и снижение содержани  серы привод т к повышению качества отливок, в частности к уменьшению брака по поперечным микро трещинам при литье чугунных труб в водоохлаждаемый кокиль., Если шлак от производства ферросилици  и известн к загружать вместе с коксом, то положительный эффект не достигаетс  как в этом случае жидкий шлак, смачива  поверхность кусков кокса, преп тствует его актив ному горению, что нарушает нормальный ход плавки. Шлак от производства марганцевых ферросплавов хорошо ассимилирует сер . кокса, поэтому загружаетс  в вагранк вместе с топливной колошей. После расплавлени  шлак от произврдства марганцевых .ферросплавов довольно в зок и не преп тствует горению кокi (a. однако благодар  высокому содержанию СаО и Мп он хорошо св зьшает серу из золы кокса, преп тству  ее переходу в металл. По мере схода ших ты шпак от производства марганцевых ферросплавов присоедин ет золу кокса и смешиваетс  со шлаком, образовавши с  из известн ка и шлака от производ ства ферросилици , формиру  конечный легкоплавкий ваграночный шлак, обладающий высокой рафинирующей способностью . Загрузка шлака от производства марганцевых ферросплавов вместе с металлошихтой приводит к повьш1ению содержани  серы в чугуне, что снижае качество отливок. В табл.2 и 3 приведены примеры. реализации предлагаемого способа. Выплавку:чугуна производ т в вагранках производительностью 30 т/ч, работающих на холодном дутье с расходом воздуха 90-140 на 1 м сечени  вагранки. Средний химический состав чугуна, %: С 3,4-3,8; Si 1,52 ,2;.tin 0,50-0,90; Р 0,3-0,5; S 0, Средний расход кокса 123 кг на 1 т жидкого чугуна. Вес металлической , колоши 3100 кг, вес топливной колоши 350 кг. ,/ Чугунные раструбные напорные трубы диаметром 100 и 150 мм отливают в стальной водоохлаждаемый кокиль центробежным способом на машине ЛН-102А. Дл  сн ти  отбела и внутренних напр жений все отлитые трубы подвергают с  высокотемпературному графитизирулщему отжигу в проходной отжигательной печи конвейерного типа, работающей на природном газе. Длительность отжига 30-35 мин, температура в зоне подогрева 900-980 0, в зоне вьщержки 850-900 С, После отжига и очистки трубы проход т гидравлические испытай ни  под давлением 2,45-4,12 МПа в зависимости от сласса труб. Дл  определени  оптимального пор дка загрузки составл ющих флюса было опробовано восемь возможных вариантп их загрузки (опыты 2-9, табл.2). При выплавке чугуна по прототипу соотношение количества шпака от производства марганцевых ферросплавов и известн ка вз то равньтм среднему 1:1,38, а их суммарное количество составл ет 4,5% от веса металлошихты. Шпак отпроизводства марганцевых ферросплавов и известн к захружают вместе с металлошихтой. При вьшлавке чугуна по предлагаемому способу,, соотношение количеств шлака от производства марганцевых ферросплавов, известн ка и шлака от производства ферросилици  (опыты 2-9, табл.2) вз то 1:4:4 соответст;венно , а их суммарное количество составл ет Д,5% от веса металлошихты. При выплавка чугуна по пре,цлагае-., мому способу с загрузкой известн ка, i шлака от производства ферросилици  и шпака от производства марганцевых ферросплавов с металлошихтой (опыт 2) как в прототипе (опыт 1) значительно снижаетс  брак труб, а. температура чугуна остаетс  практически на том же уровне. Оптимальнымвариантом загрузки  вл етс  ввод известн ка и шлака от производства ферросилици  с металлошихтой, а шлака от производств ва марганцевых ферросплавов - с коксом (оцыт 5). В этом случае брак труб минимален, в 8,4 раза меньше, чем при выплавке чугуна по прототипу. В табл.3 приведены данные о вли м. НИИ соотношени  количеств шлака от производства марганцевых ферросплавов , известн ка и шлака от производства ферросилици  во флюсе на качество труб, температуру чугуна и содержание в нем серы. При осуществлении данного способа выплавки чугуна (опыты 1-П, абл.З) загрузка шлака от производства мар-г ганцевых ферросплавов производитс  месте с коксом, а шлака от производтва ферросилици  и известн ка - с еталлошихтой. Дл  получени  сопостаимых данных при реализации способа : ыплавки чугуна  о прототипу (опыт 12, табл.3) загрузку шлака от произодства марганцевых ферросплавов роизвод т с коксом, а известн ка С металлошихтой. Общее количество флюса составл ет 4,5% от веса металлозавалки . Как йледует из приведенных в , табл.3 данных наилучшие результаты дали опыты 2,5,6,9,19, в которых соотношение компонентов флюса соответствует величине 1:(3-5):(2-6),  вл нлцейс  оптимальной. При расходе шлака от производства марганцевых ферросплавов меньше оптимального (опыт I) увеличиваетс  содержание серы в жидком чугуне, так как меньше ее количество ассташлируетс  шлаком. Повышение содержани  серы в чугуне приводит к увеличению брака труб. При расходе шлака от производства марганцевых ферросплавов вьш1е оптимального (опыт 3) не происходит дальнейшего уменьшени  содержани  серы в чугуне, но при этом наблюдаетс  зарастание футеровки вагранки в зоне фурм, что ведет к нарушению режима дуть  и  вл етс  фактором, понижающим температуру. Снижение тем пературы ведет к возрастанию брака труб.., I При расходе известн ка меньше оптимального количества (опыт 4) в вагранке образуетс  в зкий трудноудал емый шлак с низкой рафинирующей способностью. Ухудшение рафинировани металла приводит к возрастанию брака труб. При расходе известн ка вьш1е оптимального (опыт 7) не происходит снижени  брака по сравнению с плавками с количеством известн ка в пределах , но вследствие, больше го расхода тепла на разложение известн ка несколько снижаетс  темпера тура чугуна. Расход шлака от прбизводства ферросилици  ниже оптимального количест ва (опыт 8) не позвол ет получить ваграночный шлак с высокой рафинируидей способностью и увеличить температуру чугуна, что приводит к возрас танию брака труб. Если расход шлака от производства ферросилици  вьше оптимального (опыт 11), то снижаетс  стойкость футеровки вагранки, а даль нейшаго понижени  брака труб не наг-, г блюдаетс . Как видно из табл.3 (опыт 12), при изготовлении труб из чугуна, выплавленного по прототипу, их брак существенно возрастает из-за снижени  температуры чугуна и ухудшени  рафинирующей способности ваграночного шлака. Результаты химического анализа чугуна, который проводитс  через каждые 4 ч в ходе 5-суточной вагра-. ночной плавки, показывают увеличение стабильности содержани  марганца и кремни  по сравнению с прототипом. Так, при плавке по прототипу дисперсии концентраций кремни  и марганца в чугуне соответственно равны 0,04 и 0,0032, а при вьшлавке чугуна по предлагаемому способу - 0,023 и 0,0017. Стабилизаци  содержани  марганца и кремни  в чугуне позвол ет зафиксировать брак лить  на низком уровне Использование предлагаемого способа позвол ет снизить брак лить  на 0,74%. Экономический эффект от использовани  изобретени  составит 132448 руб/год; Таблица 1 В виде включений ферросплава.

Таблица 2

Прототип

За вл емый способ

0,84

1380

Та б л и ц а .-3

4)

Зарастание футеровки в зоне фурм. ) Снижение стойкости футеровки.

Продолжение табл. 3

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА В ВАГРАНКЕ, включающий ввод в вагранку металлошихты, кокса, флюса в количестве 3-6% от веса металлошихты, содержащего известняк и шлак от произ^т водства марганцевых ферросплавов с последующим их нагревом и расплавлением, отличающийся тем, что, с целью стабилизации химического состава чугуна и повышения качества отливок, одновременно со шлаком от производства марганцевых ферросплавов и известняком в вагранку вводят шлак от производства ферросилиция, причем шлак от производства марганцевых ферросплавов загружается с коксом, известняк и шлак от производства ферросилиция - с металлошихтой, а соотношение шлака от производства « марганцевых ферросплавов, известняка и шлака от производства ферросилиция составляет 1ί(3-5):(2-6) соответственно .

   SU _П11 1092184