Спосіб одержання ливарного синтетичного чавуну

Спосіб одержання ливарного синтетичного чавуну, що включає виплавку в доменній печі передільного чавуну, випуск його в чавуновозні ковші, введення в рідкий чавун феросплавів і наступне виливання виливниці, який відрізняється тим, що виплавляють і випускають чавун у чавуновозні ковші зі вмістом кремнію 0,6 - 0,8% і марганцю 0,10 - 0,15%, при цьому феросплави поміщають у чавуновозні ковші за 10 - ЗО хвилин до початку випуску передільного чавуну в КІЛЬКОСТІ 12 - 15кгл~ чавуну, причому при наповненні чаву Винахід відноситься до області чорної металурги і може бути використай при одержанні ливарного синтетичного чавуна в доменному виробництві Відомий спосіб підготовки чавуна для виливки виливниці, що включає перелив чавуна з чавуновозного ковша в міксер - відстойник, або проміжний ковш, введення феросплавів у залежності від ХІМІЧНОГО складу чавуна, випуск чавуна в заливальні ковші і подальше рафінування, визначення пропорції змішування чавуна і присадки феросплавів за рішенням задачі ЛІНІЙНОГО програмування (див авт свід колишнього СРСР № 1186645, кл С21С1/08.1985, БІ №39) Причиною, що перешкоджає досягненню поставленого завдання відомим способом підготовки чавуна для виливки виливниці, є те, що він складний в експлуатації і вимагає значних витрат на його виробництво Крім того, рафінування чавуна малими порціями в проміжних ковшах виключає новозного ковша від 20 - 30% і до 80 - 90% його об'єму в чавуновозний ківш присаджують матеріали що вміщують кремнезем фракції 0 - 2мм у КІЛЬКОСТІ 5 - 7кгл~ чавуну, а як феросплави використовують силікомарганець зі вмістом марганцю 70 - 73% і кремнію 18 - 19% при цьому випуск чавуну виконують у чавуновозні ковші з температурою їхньої внутрішньої поверхні, що дорівнює 500 - 700 градусів, а вміст кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі, визначають за формулою Si n=Si сч - 0,8*Si см - 0,25, де Si n - вміст кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі, % Si сч - - вміст кремнію в синтетичному чавуні, %, Si CM - вміст кремнію в силікомарганці, %, 0,8 - коефіцієнт обліку введення кремнію в чавун із силікомарганцем, 0,25 - коефіцієнт обліку відновлення кремнію в процесі одержання синтетичного чавуну, при цьому вміст кремнію й марганцю в синтетичному чавуні доводять, ВІДПОВІДНО, до 0,8 -,2 і 0,8 -1,0 відсотка СО ^виливку партії виливниці однакового складу чавуна, що ускладнює наступну їхню термообробку, низький коефіцієнт утилізації кремнію і марганцю Відомий спосіб одержання ливарного синтетичного чавуна, прийнятий як прототип, що включає виплавку в доменній печі передільного чавуну і добавку в рідкий чавун феросплавів (див авт свід колишнього СРСР № 523141, кп С21С1/00, 1976, БІ №28) Причиною, що перешкоджає досягненню необхідного технічного результату прототипом, є те, що не забезпечується висока продуктивність доменної печі, а введення феросиліцію будь-якого складу ускладнює процес масового виробництва синтетичного чавуна Крім цього, не забезпечується при наповненні ковша чавуном уповільнення швидкості сплиття феросплавів на його поверхню, тому що їхня ЩІЛЬНІСТЬ нижче ЩІЛЬНОСТІ чавуна , В основу винаходу поставлена задача розро о Ю 59043 бити спосіб одержання ливарного синтетичного чавуна, що забезпечує підвищення продуктивності доменної печі, зниження витрати феросплавів для одержання синтетичного чавуна, а також можливість виробництва синтетичного чавуна в умовах, коли виробництво доменної печі значно перевищує потребу в чавуні для виробництва виливниці Поставлене технічне завдання забезпечується тим, що у відомому способі одержання ливарного синтетичного чавуна, що включає виплавку в доменній печі передільного чавуна, випуск його в чавуновозні ковші, введення в рідкий чавун феросплавів, чавун виплавляють і випускають у чавуновозні ковші з вмістом кремнію 0,6 -0,8% і марганцю 0,10-0,15% а феросплави поміщають у чавуновозні ковші за 10-30 хвилин до початку випуску передільного чавуна у КІЛЬКОСТІ 12-15кгл~ чавуна, при чому при наповненні чавуновозного ковша від 20-30 і до 80-90% обсягу в нього присаджують матеріали що вміщують кремнезем фракції 0-2мм у КІЛЬКОСТІ 5-7кгл~ чавуна, а як феросплави використовують силікомарганець зі вмістом марганцю 70-73% і кремнію 18-19%, при цьому випуск чавуна з доменної печі здійснюють у чавуновозні ковші з температурою їхньої внутрішньої поверхні рівної 500-700 градусів, а вміст кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі визначають по формулі Si n = Si СЧ -0,8 * Si см - 0,25 де Si n - вміст кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі, % Si СЧ - вміст кремнію в синтетичному чавуні, %, Si CM - вміст кремнію в силікомарганці, %, 0,8 - коефіцієнт обліку введення кремнію в чавун із силікомарганцем, 0,25 - коефіцієнт обліку відновлення кремнію в процесі одержання синтетичного чавуна, при цьому вміст кремнію і марганцю в синтетичному чавуні доводять, ВІДПОВІДНО, до 0,8-1,2 і 0,8-1,0 відсотки Загальними для відомого і запропонованого способу одержання ливарного синтетичного чавуна є наступні ІСТОТНІ ознаки виплавка в доменній печі передільного чавуна, випуск передільного чавуна в чавуновозні ковші, введення в рідкий чавун феросплавів, наступний виливок виливниці ВІДМІТНИМИ ВІД прототипу істотними ознаками запропонованого способу одержання ливарного синтетичного чавуна є - виплавка і випуск чавуна в чавуновозні ковші зі вмістом кремнію 0,6-0,8% і марганцю 0,100,15%, - поміщення феросплавів у чавуновозні ковші за 10-30 хвилин до початку випуску передільного чавуна, - введення феросплавів у КІЛЬКОСТІ 12-15КГЛ~ чавуна в чавуновозні ковші, - присадження в чавуновозний ковш матеріалів що вміщують кремнезем фракції 0-2мм у КІЛЬКОСТІ 5-7кгл~ чавуна в процесі наповнення чавуновозного ковша від 20-30% і до 80-90% його об'єму, - використання як феросплави силікомарганця зі вмістом марганцю 70-73% і кремнію 18-19%, - випуск передільного чавуна в чавуновозні ковші з температурою їхньої внутрішньої поверхні 500-700 градусів, - визначення вмісту кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі по емпіричної залежності, - доведення в синтетичному чавуні вмісту кремнію і марганцю, ВІДПОВІДНО ДО 0,8-1,2 і 0,81,0% Наявність цих ВІДМІТНИХ ознак дозволяє класифікувати запропонований винахід як ВІДПОВІДНИЙ критерію "Новизна" В інших відомих технічних рішеннях не виявлено істотних ВІДМІННИХ ознак, що характеризують запропонований винахід На основі проведеного аналізу можна зробити висновок, що запропонований спосіб одержання ливарного синтетичного чавуна володіє істотними ВІДМІННИМИ ознаками в порівнянні з аналогічними технічними рішеннями, а запропонована сукупність істотних ВІДМІТНИХ ознак забезпечить підвищення продуктивності доменної печі, зниження витрати феросплавів шляхом одержання синтетичного чавуна, а також створюється можливість виробництва синтетичного ливарного чавуна в умовах високопродуктивних доменних печей при його незначній потребі для виробництва виливниці Виплавка і випуск чавуна в чавуновозні ковші зі вмістом кремнію 0,6-0,8% і марганцю 0,10-0,15% забезпечує підвищення продуктивності доменної печі і зниження витрат на виробництво передільного чавуна як за рахунок зменшення часу на його виплавку, так і за рахунок виключення із шихти добавок, що вміщують марганець При виплавці і випуску чавуна в чавуновозні ковші зі вмістом кремнію і марганцю, ВІДПОВІДНО, менш 0,6 і 0,10% не забезпечується одержання ливарного синтетичного чавуна з їхнім вмістом, ВІДПОВІДНО, 0,8 і 0,8% А виплавка і випуск чавуна зі вмістом кремнію і марганцю, ВІДПОВІДНО більш 0,8 і 0,15% економічно недоцільно Поміщення феросплавів у чавуновозні ковші за 10-30 хвилин до початку випуску передільного чавуна не позначається на можливості затримки випуску чавуна з доменної печі й забезпечує можливість їхнього підігріву за рахунок теплоти внутрішньої поверхні чавуновозного ковша Поміщення феросплавів менш, ніж за 10 хвилин може вплинути на своєчасний випуск чавуна Крім цього феросплав не встигне одержати необхідний підігрів А поміщення феросплавів більш ніж за ЗО хвилин стримує оборот ковшів і економічно недоцільне Введення феросплавів у чавуновозні ковші в КІЛЬКОСТІ 12-15 кгл" чавуна забезпечить одержання ливарного синтетичного чавуна з заданим вмістом кремнію і марганцю При введенні феросплавів менш 12кгл~ чавуна не забезпечується заданий вміст кремнію і марганцю в ливарному синтетичному чавуні, а введення феросплавів більш 15кгл~ чавуна економічно недоцільно, тому що при введенні 15кгл~ чавуна забезпечуються задані параметри ХІМІЧНОГО складу чавуна Присадження в чавуновозний ковш матеріалів, що вміщують кремнезем фракції 0-2мм у КІЛЬКОСТІ 5-7кгл" чавуна в процесі наповнення чавуновозного ковша від 20-30 і до 80-90% його обсягу забезпечує відновлення кремнію й утворення твердої за 59043 хисної кірки на поверхні чавуна, що сприяє створенню термодинамічних умов для розвитку реакцій взаємодії марганцю з кремнеземом і вуглецю з кремнеземом При присадженні матеріалів, що вміщують кремнезем менш 5кгл~ чавуна не забезпечуються необхідні термодинамічні умови, а присадження більш 7кгл~ чавуна економічно недоцільне Присадження матеріалів, що вміщують кремнезем фракції більш 0-2мм знижує температуру чавуна в ковші й ускладнює процес одержання синтетичного чавуна Присадження матеріалів, що вміщують кремнезем раніше наповнення чавуном 20% обсягу ковша призводить до зниження температури чавуна в ковші, а присадження після наповнення 90% обсягу ковша технологічно недоцільно, тому що вона не встигне вплинути на процес термодинамічних умов Використання як феросплави силікомарганця зі вмістом марганцю 70-73% і кремнію 18-19%, обумовлюється необхідністю одержання ливарного синтетичного чавуна зі вмістом їх ВІДПОВІДНО, 0,8-1,0 і 0,8-1,2% і зменшення швидкості спливання феросплавів на поверхню чавуна за рахунок зрівняння їхньої ЩІЛЬНОСТІ При використанні силікомарганця зі вмістом марганцю і кремнію, ВІДПОВІДНО, менш 70% і 18% не забезпечується одержання ливарного синтетичного чавуна із заданими параметрами ХІМІЧНОГО складу, а використання з великим вмістом, ВІДПОВІДНО, 73% і 19% економічно недоцільне, тому що вже при цьому ВМІСТІ забезпечуються задані параметри Випуск передільного чавуна в чавуновозні ковші з температурою їхньої внутрішньої поверхні 500-700 градусів обумовлюється необхідністю температурного рівня в ковші для забезпечення розвитку реакції відновлення кремнію з кремнезему При підтримці температури внутрішньої поверхні ковша менш 500 градусів не забезпечуються умови швидкого розвитку реакції відновлення кремнію, а при температурі більш 700 градусів можливе спікання в моноліт завантаженого в чавуновозний ковш кускового силікомарганця і зниження коефіцієнта утилізації марганцю й кремнію в розплав Визначення вмісту кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі, по емпіричній залежності спрощує процес визначення і не вимагає Комп'ютерна верстка М Мацело складних програм Доведення в синтетичному ливарному чавуні вмісту кремнію й марганцю, ВІДПОВІДНО, ДО 0,8-1,2 і 0,8-1,0% забезпечує одержання ливарного чавуна для виробництва виливниці При ВМІСТІ кремнію і марганцю менш, ВІДПОВІДНО, 0,8 і 0,2% не забезпечується необхідна СТІЙКІСТЬ виливниці, а вміст більш ВІДПОВІДНО, 1,2 і 1,0% призводить до утворення тріщин у виливниці й підвищення собівартості Таким чином, у наявності причинно-слідчий зв'язок між сукупністю істотних ВІДМІТНИХ ознак запропонованого способу одержання ливарного синтетичного чавуна і технічним результатом, що можливо одержати при використанні винаходу в чорній металургії при виробництві чавуна в доменній печі для виливки виливниці Спосіб одержання ливарного синтетичного чавуна здійснюється в такий спосіб Очищені футеровані 100 тонні чавуновозні ковші з попередньо підігрітою внутрішньою поверхнею до 500-700 градусів установлюють під випуск передільного чавуна з доменної печі, у якій виплавляють чавун із вмістом кремнію 0,6-0,8% і марганцю 0,10-0,15% За 10-30 хвилин до початку випуску передільного чавуна в чавуновозні ковші поміщають силікомарганець у КІЛЬКОСТІ 12-15КГЛ~ чавуна зі вмістом марганцю 70-73% і кремнію 1819% Потім заповнюють чавуновозні ковші чавуном, що випускається і при заповненні їм 20-30% їх об'єму присаджують у ковші матеріали, що вміщують кремнезем фракції 0-2мм у КІЛЬКОСТІ 5-7КГЛ~ чавуна до заповнення 80-90% обсягу ковша Вміст кремнію в чавуні, виплавлюваному в доменній печі, визначається по формулі Si n = S I C 4 -0,8 SI CM -0,25 Вміст кремнію й марганцю в синтетичному чавуні доводять до 0,7-1,2% кремнії і 0,8-1,0% марганцю Таким чином, запропонований спосіб одержання синтетичного чавуна забезпечує ефективність використання силікомарганця і створює можливість виробництва ливарного чавуна в умовах високого виробництва доменних печей при незначній потребі його для виробництва виливниці Дозволяє знизити собівартість передільного чавуна за рахунок можливості варіювати нагріванням чавуна по вмісту [Si] у ньому Підписано до друку 05 09 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна