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 шлакову суміш, яка містить випалений доломіт (ВДМ) та вуглецевий матеріал, 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=1:(1-3):(1-2) і відповідності стехіометричному складу евтектичного алюмосилікату 3CaО2MgOAl2O33SiО2. 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 містять 30-40 мас. % глинозему. UA (21) a200806307 (22) 13.05.2008 (24) 11.05.2010 (46) 11.05.2010, Бюл.№ 9, 2010 р. (72) КЛИМАНЧУК ВЛАДИСЛАВ ВЛАДИСЛАВОВИЧ, ЮДІН ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, КОСОЛАП МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ, БЄЛОВ БОРИС ФЕДОРОВИЧ, ТРОЦАН АНАТОЛІЙ ІВАНОВИЧ, СИНЕЛЬНИКОВ ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, ВАТЛЕЦОВ ОЛЕКСАНДР ВАСИЛЬОВИЧ, ШВЕЦЬ ОЛЕКСАНДР ЮРІЙОВИЧ, ЧИГРИН ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, ХОЛОСТЕНКО ОЛЕКСІЙ СЕМЕНОВИЧ (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 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 ставролітом 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», що складають 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]. Вміст вуглецю в інтегральному складі ЗГВ складає до 50 % при насипній щільності менш 1,0 г/см3. Основна маса вуглецю перебуває у вільному стані, що підвищує його активність у процесах карботермічного самовідновлення оксидів заліза, що містяться в ЗГВ до 30 %. Крім того, оксиди магнію, що містяться 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 та відсіву шамоту - алюмосилікатної фази, як компонентів 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 складають (мас. %): 38,5+9,6+51,9, прийнятих для розрахунків складу порошкового наповнювача компакт-матеріалів. Крім того, при розрахунках шихти використовувалися хімічні формули випаленого доломіту - 2CaOMgO (73,7/26,3) - (ВДМ) і шамоту -Al2O33SiO2 (36,2/63,8) - (ВШМ). Ставроліт і випалений доломіт кожний окремо не утворюють рідкорухливий рафінувальний шлак в чавуновізному ковші, тоді як наявність покривного шлаку з високою сульфідною ємністю дозволяє значно скоротити витрату дорогого гранульованого магнію. Утворення такого шлаку стає можливим при певному стехіометричному співвідношенні компонентів квазітрійної системи CaO(MgO)-Al2O3-SiO2, які відповідають евтектичному складу й володіють максимальною адсорбційною ємністю до сульфідних фаз. Суміш жужільних компонентів: (ЗГВ+ВШМ+ВДМ) при нагріванні до температур 90553 4 рідкого чавуну перетерплює послідовний ряд структурно-хімічних перетворень, механізм яких прописується окремими хімічними реакціями, об'єднаними у загальні балансові рівняння. Для процесу десульфурації шлаками розкисленого чавуну, наприклад, балансова реакція має вигляд: 2(Al2O33SiO2)шл+2(Fe2O3+MgO+18C)шл + +2(3CaOMgO)+4[S]Ме 4FeMe+30[С]Ме+6СО + + (4CaS2CaO4MgO2Al2O36SiO2)шл. При питомій витраті шлакової суміші 1,812 кг/т сульфідна ємність рафінувального шлаку становить 25,7 % (CaS), що дозволяє видалити 0,0128% сірки з чавуну. Залежно від ступеня активації рафінувального шлаку при розкисленні його вуглецем адсорбційна ємність шлаку збільшується. Висока адсорбційна ємність рафінувального шлаку обумовлена утворенням активованих шлаків евтектичного складу типу 3CaO2MgOAl2O33SiO2, розкислених вуглецем. У зв'язку із цим в основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності ківшової обробки чавуну за рахунок утворення рафінувального ківшового шлаку. Поставлена задача вирішується тим, що в компакт-матеріалі для ківшової обробки чавуну, що складається з порошкоподібного наповнювачасердечника, ув'язненого в сталеву оболонку, що містить рафінувальну шлакову суміш, яка включає випалений доломіт (ВДМ) та вуглецевий матеріал, відповідно до винаходу, порошкоподібний наповнювач-сердечник додатково містить в якості алюмосилікатної фази відсіви шамотних вогнетривів (ВШМ), причому в якості вуглецевого матеріалу застосовують залізографітові відходи (ЗГВ) доменного виробництва - «піну», при наступному співвідношенні інгредієнтів: ВДМ : ЗГВ : ВШМ = 1 : (1-3) :-(1-2), що відповідають стехіометричному складу евтектичного алюмосилікату 3CaO2MgOAl2O33SiO2. 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 (MgO), a відсіви 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. 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 за СТП 227-151-2002 у бухтах масою 730-750 кг із наповнювачем із суміші 30 % магнію й 70 % ставроліту, вартість якої визначається на 8090 % ціною гранульованого магнію. Кошторисна калькуляція показала, що використання шлакової суміші в пропонованому компактматеріалі (порошковому дроті) дозволяє на порядок знизити його вартість у порівнянні із застосовуваним раніше. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 90553 6 Підписне Тираж 26 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