Шихта для отримання компактованого легованого матеріалу

Шихта для отримання компактованого легованого матеріалу, що містить металеві відходи і зв'я 3 46564 збільшити продуктивність пічного агрегату в порівнянні з варіантом «стружкової» шихти. В той же час, щільність брикетів залишається нижчою за щільність «повновісної» металевої обрізі, що сприяє отриманню нижчих техніко - економічних показників в порівнянні з «кусковою» шихтою. Крім того, використання брикетів при отриманні розплаву металу безшлаковим способом призводить до додаткового зниження продуктивності пічного агрегату за рахунок переходу частини початкових матеріалів (зв'язувальне) в шлакову фазу. У основу розробки корисної моделі поставлено завдання визначення складу шихти, в якому, за рахунок нових складових і їх кількісних співвідношень, забезпечується зменшення угару легуючих елементів і підвищення продуктивності сталеплавильного агрегату. Для вирішення поставленого завдання шихта для отримання компактованого легованого матеріалу, що містить металеві відходи і зв'язувальне, відповідно до корисної моделі, містить як металеві відходи стружку високолегованих сталей і/або некондиційний порошок високолегованих сталей, а як зв'язувальне - циклонний металевий пил при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас. %: стружка високолегованих сталей і/або некондиційний порошок високолегованих сталей 3,0-62,0 циклонний металевий пил 97,0-38,0 Одним з напрямів компактування дрібнодисперсних металевих матеріалів є їх спікання в середовищі інертних газів. У лабораторній нагрівальній печі в захисній атмосфері азоту при температурі 1150°С і тиску пічного середовища близькому до атмосферного випробували спікання окремих компонентів, шихти, що заявляється, і їх сумішей. Внаслідок проведених досліджень встановлено: 1. Нагрів некондиційного порошку у відсутності циклонного металевого пилу дозволяє отримати компактований матеріал з відносно низькими міцністними характеристиками; 2. Нагрів стружки у відсутності циклонного металевого пилу не приводить до утворення спеченої структури із-за недосконалості контактної поверхні і наявності окисних плівок; 3. Циклонний металевий пил при нагріві має схильність інтенсивно спікатися. У спеченому легованому матеріалі вона виконує функцію зв'язувального, є металевою матрицею, в якій знаходяться частинки некондиційного порошку і 4 стружки. Якщо у складі шихти, що заявляється, зміст циклонного металевого пилу нижче 38мас. %, то в системі відсутні умови для протікання процесів спікання і матеріал руйнується; 4. Вміст стружки і/або некондиційного порошку в шихті, що заявляється, більше 62% (по масі) не створює умов для протікання процесів спікання і отримання компактованого матеріалу. Матеріал має рихлу структуру, що складається з окремих утворень. Відсутність кускової форми істотно підвищує окислювальний потенціал легованого матеріалу і, кінець кінцем, збільшує угар легуючих елементів при отриманні розплаву і знижує продуктивність пічного агрегату. У складі шихти для отримання компактованого легованого матеріалу стружка високолегованих сталей і/або некондиційний порошок високолегованих сталей є основними постачальниками легуючих елементів. Якщо вміст стружки і/або некондиційного порошку в шихті, що заявляється, нижче 3%, то кількість легуючих елементів, що вводяться в розплав за рахунок стружки і/або некондиційного порошку, не робить помітного впливу на хімічний склад сталі, що виплавляється. Вона знаходиться в межах погрішності хімічного експрес аналізу, за допомогою якого визначається зміст елементів в процесі виплавки сталі. Циклонний металевий пил, використаний у складі шихти, що заявляється як зв'язувальне, залежно від джерела його утворення, дозволяє в широких межах регулювати вміст легуючих елементів в компактованому легованому матеріалі. Використання циклонного металевого пилу виробництва залізного порошку знижує концентрацію легуючих елементів в компактованому легованому матеріалі і ефективність його застосування. В зв'язку з цим, в шихті, що заявляється, доцільно використовувати циклонний металевий пил тих високолегованих сталей або близьких до них по хімічному складу сталей, які передбачено виплавляти із застосуванням спечених легованих матеріалів. Крім того, цей вид зв'язувального повністю засвоюється розплавом і не приводить до утворення додаткової кількості шлаку, що так само сприяє збільшенню продуктивності печі. У лабораторних умовах було випробувано склади шихти, що заявляється. У дослідах використані металеві відходи порошкових швидкорізальних сталей. Хімічний склад стружки, некондиційного порошку і циклонного металевого пилу у використовуваних шихтах подані в табл. 1. Таблиця 1 Хімічний склад стружки, некондиційного порошку і циклонного металевого пилу, використаних при отриманні досліджуваних складів шихти Марка Р9М4К8 Р6М5Ф3 Р10К10Ф3М4 W 8,9 6,3 10,4 Mo 3,9 5,6 3,9 Вміст елементів, мас. % Cr Ni V 4,2 0,33 2,40 3,9 0,30 2,53 4,2 0,25 3,64 Co 8,2 0,59 10,2 S 0,022 0,024 0,021 5 46564 6 Продовження таблиці 1 Р 0,021 0,025 0,023 Сu 0,018 Вміст елементів, мас. % Si Mn С 0,59 0,44 1,05 0,53 0,385 1,03 0,58 0,374 1,22 Початкові компоненти шихти зважували і ретельно перемішували в заданому співвідношенні. Потім шихту спікали в лабораторній нагрівальній печі в захисній атмосфері азоту при тиску пічного середовища близькому до атмосферного і температурі 1150°С. Виплавку порошкових швидкорізальних сталей проводили на металевій основі отриманих спечених легованих матеріалів. Виплавляли марки тих швидкорізальних сталей, з виробництва яких були зібрані стружка, некондиційний порошок і циклонний металевий пил. Плавку проводили в лабораторній індукційній печі з нейтральним футеруванням безшлаковим методом. Техніко-економічні показники лабораторних випробувань запропонованої і відомої шихти приведені в таблиці 2. O2 0,12 0,16 0,11 Fe решта решта решта З табл. 2 видно: 1) щільність запропонованого спеченого легованого матеріалу перевищує щільність брикетованої шихти відомого складу; 2) засвоєння легуючих елементів розплавом стали із запропонованого легованого матеріалу в середньому на 2-4% перевищує аналогічний показник для відомого брикетованого матеріалу; 3) для запропонованого легованого матеріалу, в порівнянні з відомим брикетованим матеріалом, коефіцієнт виходу придатного підвищується з 0,890,92 до 0,99-1,0; 4) оптимальними є номери шихт 2-2Г, які забезпечують більш важливіші техніко-економічні показники в порівнянні з іншими варіантами шихти. Таблиця 2 Результати лабораторних випробувань шихти для отримання компактованих легованих матеріалів Вміст компонентів в шихті, Засвоєння легуючих елементів при випламас. % вці сталей % Коефіцієнт Щільність виходу приСтружка і/або легуючих Шихта некондиційний датного леМоциклонний матеріалів, гуючих матепорошок швидW перм V Со 2 г/см пил ріалів корізальних стаалой лей Відома Рідке скло - 4-7; 4,8-5,2 0,89-0,92 97-99 96-97 95-96 98-99 шихта Стружка - решта 1 2,0 98 6,0-6,4 0,99-1,0 98-99 99-100 97-98 99-100 1а 2,9 97,1 6,0-6,3 0,99-1,0 98-99 99-100 97-98 99-100 2 3,0 97,0 6,0-6,4 0,99-1,0 99-100 99-100 98-99 99-100 2а 17 83 5,9-6,3 1,0 99-100 99-100 98-99 100 2б 36 64 5,9-6,2 1,0 100 99-100 98-99 100 2в 49 51 5,8-6,1 1,0 100 99-100 97-98 100 2г 62 38 5,8-6,1 0,99-1,0 100 99-100 97-98 100 3 63* 37 5,7-6,1 0,96-0,98 98-99 98-99 97-98 98-99 3а 67 33 5,6-6,0 0,95-0,96 98-99 97-98 96-97 97-98 3б 70** 30 5,6-6,0 0,94-0,95 97-98 97-98 96-97 97-98 * - відсутня єдина кускова форма; ** - шихта не спекается Лабораторні випробування запропонованої шихти для отримання компактированного легованого матеріалу дозволили встановити ряд переваг в порівнянні з відомою шихтою: 1. Використання у складі шихти металевого циклонного пилу як зв'язувального збільшує щільність компактованого легованого матеріалу, а, отже, знижує його окислювальний потенціал; 2. За рахунок зниження окислювального потенціалу підвищується засвоєння легуючих елементів при виплавці сталі із застосуванням запропонованого легованого матеріалу; 3. За рахунок підвищення щільності запропонованого легованого матеріалу і повного засвоєння зв'язувального розплавом металу, підвищується коефіцієнт виходу придатного і продуктивність сталеплавильної печі. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 46564 8 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