компакт-материал для ковшевой обработки чугуна

Формула изобретения

1. Компакт-материал для ковшевой обработки чугуна, состоящий из порошкообразного наполнителя-сердечника, заключенного в стальную оболочку в виде проволоки или ленты и содержащего магний и обожженный доломит, отличающийся тем, что порошкообразный наполнитель-сердечник дополнительно содержит углеродсодержащий материал и ставролит при следующем соотношении ингредиентов магний:углеродсодержащий материал:обожженный доломит:ставролит - 1:1:(6-8):(5-7).

2. Компакт-материал по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют материал, выбранный из группы: графит, электродный бой, коксик, а содержание магнезии в обожженном доломите задают 25-30%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к внепечной обработке чугуна.

Компакт-материал - это специальные изделия (в оболочке или без оболочки) из порошкообразных материалов, различающиеся способом их формообразования при плакировании, прессовании, волочении и т.д. в виде проволок, лент, брикетов и др.

Для ковшевой обработки чугуна применяют магнийсодержащие порошковые проволоки, в которых состав наполнителя разбавлен шлакофлюсовыми компонентами - флотаторами для подавления пироэффекта. В качестве флегматора, например, используют обожженный доломит (см. UA 14773A, С21С 7/06, 18.02.97) или ставролит (см. UA 23570, С21С 1/00, 15.11.2001).

В качестве ближайшего аналога выбран компакт-материал, содержащий порошкообразный наполнитель-сердечник из магния и обожженного доломита, заключенный в стальную оболочку в виде проволоки или ленты (см. UA 30276A, С21С 7/00, 15.11.2000).

Для ковшевой обработки металлургических расплавов применяют порошкообразные материалы в воздушно-сухом состоянии с содержанием влаги не более 5,0%. Обожженный доломит гидратируется при транспортировке и длительном хранении на воздухе и становится непригодным в качестве наполнителя. Ставролит [1], как гематит-рутиловая алюмосиликатная фаза переменного состава с изоморфным замещением основных компонентов на оксиды двух- и трехвалентных металлов (железо, титан), относится к влагостойким материалам.

Главный недостаток ставролита - это повышенное содержание окислов железа до 20%, которые дополнительно окисляют магний в компакт-материале и снижают эффективность его применения. По нашим расчетам потери магния за счет окисления ставролитом составляют более 30%, на раскисление чугуна >40% и эффективность десульфурации не превышает 20% от общего расхода магния. Влажный доломит дополнительно окисляет до 20% магния и для его дегидратации, за счет газификации углерода, количество последнего необходимо более 10% от общей массы доломита.

Кроме того, ставролит и обожженный доломит каждый в отдельности не образуют жидкоподвижный рафинировочный шлак в чугуновозном ковше, тогда как наличие покровного шлака с высокой сульфидной емкостью позволяет значительно сократить расход дорогостоящего гранулированного магния.

Образование такого шлака становится возможным при наличии углерода в количестве, достаточном для полного раскисления ставролита и дегидратации доломита при определенном стехиометрическом соотношении компонентов квазитройной системы CaO(MgO)-Al₂O₃-SiO ₂, отвечающих эвтектическому составу и обладающих максимальной адсорбционной емкостью к сульфидным фазам.

В связи с этим в основу изобретения поставлена задача сокращения потерь магния и повышения его эффективности при ковшевой обработке чугуна за счет снижения окисленности ставролита, дегидратации обожженного доломита и образования рафинировочного покровного шлака в чугуновозном ковше.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом компакт-материале для ковшевой обработки чугуна, состоящем из порошкообразного наполнителя-сердечника, заключенного в стальную оболочку в виде проволоки или ленты и содержащего магний и обожженный доломит, согласно изобретению порошкообразный наполнитель сердечник дополнительно содержит углеродсодержащий материал и ставролит при следующем соотношении ингредиентов магний: углеродсодержащий материал:обожженный доломит:ставролит = 1:1:(6-8):(5-7).

При этом в качестве углеродсодержащего материала используют материал, выбранный из группы: графит, электродный бой, коксик, а содержание магнезии в обожженном доломите задают 25-30%.

Таким образом, новая совокупность ограничительных и отличительных признаков обеспечивает достижение нового технического результата - снижения окисленности ставролита, дегидратации обожженного доломита и образования рафинировочного покровного шлака в чугуновозном ковше, что обеспечивает сокращение потерь магния и повышение его эффективности при ковшевой обработке чугуна.

В предлагаемом изобретение используется гранулированный магний с графитом в смеси с обожженным доломитом при следующем содержании (мас.%) магния (20-50), графита (2-10) и обожженного доломита (40-78). В прототипе же используют смесь магния и ставролита при соотношении 1:(0,5-2,2). Однако в предлагаемом изобретении одновременно применяется четырехкомпонентный наполнитель из магния, углерода, обожженного доломита и ставролита при их следующем соотношении 1:1:(6-8):(5-7). Это обеспечивает снижение потерь магния и высокую эффективность ковшевой обработки чугуна.

На ХМФ ОАО «ММК им. Ильича» для ковшевой обработки чугуна выпускают порошковую проволоку диаметром 10,0 мм типа ПП 10Б-1.12-35-8 по СТП 227-151-2002 в бухтах массой 730-750 кг с наполнителем из смеси 30% магния и 70% ставролита, стоимость которой определяется на 70-80% ценой гранулированного магния.

Источник информации

1. 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.