Компакт-матеріал для ківшової обробки чавуну

1. Компакт-матеріал для ківшової обробки чавуну, що складається з порошкоподібного наповнювача-сердечника, поміщеного в сталеву оболонку, що включає рафінувальну шлакометалеву суміш, що містить випалений доломіт (ВДМ), вуглецевий матеріал і гранульований магній (Mg), який відрізняється тим, що порошкоподібний наповнювач-сердечник додатково містить алюмосилікатну фазу у вигляді відсівань шамотних вогнетривів (ВШМ), причому як вуглецевий матеріал використано залізографітові відходи (ЗГВ) доменного виробництва - "піну", при наступному співвідношенні інгредієнтів: ВДМ : ЗГВ : ВШМ : Mg = (4-5): (8-10): (5-7) : 1 і відповідності стехіометричному складу алюмосилікату 3CaO2MgOAl2O33SiO2 евтектичного типу. 2. Компакт-матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що "піна" містить наступні основні компоненти, мас. %: оксиди заліза 35-40 оксид магнію 8-10 вуглець 50-55. 3. Компакт-матеріал за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що ВДМ містить 15-20 мас. % магнезії, а ВШМ містить 30-40 мас. % глинозему. UA (21) a200806305 (22) 13.05.2008 (24) 25.03.2010 (46) 25.03.2010, Бюл.№ 6, 2010 р. (72) БОЙКО ВОЛОДИМИР СЕМЕНОВИЧ, АРІХ СЕРГІЙ ГЕОРГІЙОВИЧ, КОСОЛАП МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, БЄЛОВ БОРИС ФЕДОРОВИЧ, ТРОЦАН АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, СИНЕЛЬНИКОВ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, ВАТЛЕЦОВ ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, ШВЕЦЬ ОЛЕКСАНДР ЮРІЙОВИЧ, ЧИГРИН ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, ЛУК'ЯНЕНКО ІГОР АНАТОЛІЙОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "МАРІУПОЛЬСЬКИЙ МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ ІМ. ІЛЛІЧА" (56) Заявка UA а 200715000, пріор. 25.12.2007, публ. 26.05.2008 Заявка UA u 200804376, пріор. 07.04.2008, публ. 25.09.2008 Заявка UA а 200804379, пріор. 07.04.2008, публ. 12.10.2009 SU 186053 A1, 12.09.1966 SU 1655996 A1, 15.06.1991 DE 19916235 A1, 07.09.2000 C2 2 (19) 1 3 маси доломіту. Ставроліт [М.И. Гасик. Ставролитовый концентрат: минералогический состав, металлургические свойства и новые возможности его применения в металлургических производствах. Металлургическая и горнорудная промышленность, 2003, №4.- С. 23-25], як гематит-рутилова алюмосилікатна фаза змінного складу з ізоморфним заміщенням основних компонентів на оксиди двох - тривалентних металів (залізо, титан), належить до вологостійких матеріалів. Головний недолік ставроліту - це підвищений зміст окисів заліза до 20 %, які додатково окисляють магній у компакт-матеріалі й знижують ефективність його застосування. За нашими розрахунками втрати магнію за рахунок окислювання ставвролітом становлять більше 30 %, на розкислення чавуну > 40 % і ефективність десульфурації не перевищує 20% від загальної витрати магнію. В якості заміни ставролітового концентрату можуть служити відходи вогнетривких матеріалів шамот, муліт та ін. із класу алюмосилікатів, що не містять залізорудні компоненти. При доменному виробництві чавуну утворюються дрібнодисперсні ( 1,0 мм), залізографітові відходи (ЗГВ) - піна, складові до 80% загальних металургійних відходів [Маслов В.Α., Трофимова Л.А. Исследование кинетики карботермического самовосстановления железографитовых отходов металлургического производства /Вісник Приазовського держ. техн. ун-ту.- Мариуполь.- 2004.- Вип. 14.- С. 41-43]. Вмісту вуглецю в інтегральному складі ЗГВ становлять до 50 % при насипній щіль3 ності менш 1,0 г/см . Основна маса вуглецю перебуває у вільному стані, що підвищує його активність у процесах карботермічного самовідновлення оксидів заліза, що міститься в ЗГВ до 30 %. Крім того, оксиди магнію, що перебувають у ЗГВ до 10-15 %, у присутності вуглецю мають підвищену реакційну здатність у процесах розкислення й десульфурації залізовуглецевих розплавів. У зв'язку із цим стає доцільним використання піни в якості вуглецевого матеріалу - відновлювача як компонента порошкового наповнювача для компактованих матеріалів у вигляді дротових або брикетних виробів. Інтегральний хімічний склад піни (ЗГВ) за результатами проведених аналізів умовно має формулу: Fe2O3 + Mg + 18С, у якій вмісти компонентів, відповідно становлять (мас. %): 38,5+9,6+51,9, прийнятих для розрахунків складу порошкового наповнювача компакт-матеріалів. Крім того, при розрахунках шихти використовувалися хімічні формули обпаленого доломіту - 3CaOMgO (80,8/19,2) - (ВДМ) і шамоти - Al2O33SiO2 (36,2/63,8) -(ВШМ). Ставроліт і випалений доломіт кожний окремо не утворюють рідкорухливий рафінувальний шлак в чавуновізному ковші, тоді як наявність покривних шлаків з високою сульфідною ємністю дозволяє значно скоротити витрату дорогого гранульованого магнію. Утворення таких шлаків стає можливим при певному стехіометричному співвідношенні компонентів квазітрійної системи CaO(MgO)-Al2O3-SiO2, які відповідають евтектичному складу й володіють 90029 4 максимальною адсорбційною ємністю до сульфідних фаз. Суміш жужільних компонентів: (ЗГВ+ВШМ+ВДМ) при нагріванні до температур рідкого чавуну перетерплює послідовний ряд структурно-хімічних перетворень, механізм яких прописується окремими хімічними реакціями, об'єднаними у загальні балансові рівняння. При утворенні шлакометалічної суміші за рахунок присадок гранульованого магнію балансова реакція десульфурації має вигляд: 2(3CaOMgO) + 2(Fe2O3+MgO+18C)+ 2(3SiO2Al2O3)+4(Mg)+8[S]Me 4FeMe + 26[C]Me + 10СО + 6SiO22Al2O36MgO2MgS6CaS. При витраті жужільної суміші (2,168 кг/т) з добавками магнію в кількості 0,05 кг/т адсорбційна ємність рафінувального шлаку підвищується в 2 рази, що дозволяє видалити 0,0128 % сірки із чавуну. Висока адсорбційна ємність рафінувального шлаку обумовлена утворенням активованих шлаків евтектичного складу, розкислених вуглецем. У зв'язку із цим в основу винаходу поставлене завдання скорочення втрат магнію й підвищення його ефективності при ківшовій обробці чавуну за рахунок зниження окисленості ставроліту. Поставлене завдання вирішується тим, що в компакт-матеріалі для ківшової обробки чавуну, що складається з порошкоподібного наповнювачасердечника, ув'язненого в сталеву оболонку, що містить рафінувальну шлакометалеву суміш, що включає випалений доломіт (ВДМ), вуглецевий матеріал і гранульований магній (Mg), відповідно до винаходу, порошкоподібний наповнювачсердечник додатково містить в якості алюмосилікатної фази відсівання шамотних вогнетривів (ВШМ), причому в якості вуглецевого матеріалу застосовують залізографітові відходи (ЗГВ) доменного виробництва - «піну», при наступному співвідношенні інгредієнтів: ВДМ : ЗГВ : ВШМ : Mg = (4-5): (8-10): (5-7) : 1, що відповідають стехіометричному складу алюмосилікату 3CaO2MgOAl2O33SiO2 евтектичного типу. Крім того, піна містить наступні основні компоненти (мас. %): оксиди заліза 35-40 оксиди магнію 8-10 вуглець 50-55 Причому, випалений доломіт містить 15-20 мас. % магнезії (Mg), a відсівання шамоту містять 30-40 мас. % глинозему (Аl2О3). Таким чином, нова сукупність обмежувальних і відмітних ознак забезпечує досягнення нового технічного результату - утворення рафінувального ківшового шлаку забезпечує підвищення ефективності ківшової обробки чавуну і як наслідок скорочення втрат магнію. На ХМФ ВАТ «ММК ім. Ілліча» для ківшової обробки чавуну випускають порошковий дріт (компакт-матеріал) діаметром 10,0 мм типу ПП 10Б1.12-35-8 по СТП 227-151-2002 у бухтах масою 730-750 кг із наповнювачем із суміші 30 % магнію й 5 90029 70 % ставроліту, вартість якої визначається на 8090 % ціною гранульованого магнію. Кошторисна калькуляція показала, що використання шлакометалевої суміші в пропонованому Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 6 компакт-матеріалі (порошковому дроті) дозволяє на порядок знизити його вартість у порівнянні із застосовуваним раніше. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601