способ получения полуфабриката для металлургического передела

Формула изобретения

1. Способ получения полуфабриката для металлургического передела, включающий его формирование из твердого наполнителя и жидкого железоуглеродистого сплава, отличающийся тем, что полуфабрикат формируют путем загрузки на поверхность жидкого железоуглеродистого сплава, предварительно залитого в форму, твердого наполнителя и погружения его в жидкую фазу под воздействием силы, превышающей подъемную архимидову силу не менее чем на 5%

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве твердого наполнителя используют окислители с суммарным количеством кислорода, необходимым для окисления 5 95% углерода и полного окисления остальных компонентов, обладающих сродством к кислороду, большим, чем у углерода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству металлошихты для выплавки стали в дуговых электропечах.

Известен способ получения полуфабриката для металлургического передела в виде шихтовой заготовки, включающей предварительную загрузку в мульды разливочной машины железорудных окатышей и последующую заливку их расплавленным чугуном (а. с. N 985063 аналог). Недостатком способа является неравномерное распределение окатышей, особенно в мульдах с чушками массой до 18-23 кг.

Известен также способ получения шихты для электроплавки, включающий формирование заготовки из металлизованных окатышей и утяжеляющей добавки, в котором заготовку формируют путем заливки формы, предварительно заполненной металлизованными окатышами, жидким чугуном в количестве 0,8-8,0 кг на 1 кг окатышей (а. с. N 805634, C 22 B 1/00 прототип). При заполнении окатышами 25-30% рабочего объема мульды последние оказываются в верхней части чушки, что приводит к выпадению скатышей и к нестабильному составу получаемых заготовок, получению полуфабриката с высокой плотностью, приближающегося к тяжеловесному лому. Использование такого полуфабриката в электропечах может вызвать образование при загрузке плотного слоя металлошихты, имеющего пониженную скорость плавления и ограничивающего возможность интенсификации работы мощных электропечей, что в конечном итоге отрицательно влияет на производительность печи и качество выплавляемых сталей, а также снижение выхода годного полуфабриката.

Техническая задача обеспечение стабильности состава шихтовой заготовки.

Технический результат достигается тем, что в способе получения полуфабриката для металлургического передела, включающем формирование из твердого наполнителя и жидкого железоуглеродистого сплава, полуфабрикат формируют путем загрузки на поверхность жидкого железоуглеродистого сплава, предварительно залитого в форму, твердого наполнителя и погружения его в жидкую фазу под воздействием силы, превышающей подъемную архимедову силу не менее чем на 5% при этом в качестве твердого наполнителя используют окислители с суммарным количеством кислорода, необходимым для окисления 5-95% углерода и полного окисления остальных компонентов, обладающих средством к кислороду большим, чем углерод.

При получении шихты для электроплавки по технологии, предложенной авторами по прототипу, окатыши в объеме формовки (чушки) распределяются неравномерно в связи с различием кажущихся плотностей чугуна (8/см³) и окатышей (3,7/cm³). Верхняя часть чушки содержит очень мало чугуна и много окатышей, нижняя часть чушки, напротив, состоит почти полностью из чугуна и почти не содержит окатышей. В верхней части чушки окатыши очень слабо скреплены чугуном и при падении чушки с разливочной машины на ж/дорожную платформу окатыши отделяются от чушки и образуют осыпь, которая немагнитна и при погрузке потребителю не грузится вместе с чушками. В результате чушки содержат недостаточное для окисления примесей чугуна количества кислорода, вносимого окатышами, и окислительный период плавки стали в электропечи увеличивается на 10-15%

Согласно закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, численно равная весу жидкости, вытесненной телом, и приложенная в центре тяжести объема погруженной части тела.

Поэтому для того, чтобы погрузить окатыши и равномерно распределить их в объеме железоуглеродистого расплава, предварительно залитого в мульду, необходимо на твердый окислитель (окатыши) воздействовать силой, превышающей выталкивающую силу не менее чем на 5% Этот параметр определен экспериментальным путем. По мере движения конвейера мульд к разгрузочному концу машины твердая корочка чугуна, быстро затвердевая по всей массе куска полуфабриката, прочно удерживает окатыши в массе чугуна. Подойдя к разгрузочному концу, масса куска полуфабриката составляет прочное единое целое тело, состоящее из окатышей, прочно схваченных уже твердым чугуном. При ударе куска такого полуфабриката о днище платформы окатыши не высыпаются из него, а прочно удерживаются в массе куска твердым чугуном, так как еще на стадии затвердения окатыши были полностью погружены в массу чугуна, который сразу же застыл на холодной поверхности окатышей. Затвердевание чугуна в полуфабрикате ускоряется подачей воды на погружное устройство и за ним до схода куска полуфабриката из мульды.

В таблице приведены данные по стабильности состава полуфабриката (чушки) для металлургического передела и влияние этой стабильности на показатели плавки.

При суммарном количестве кислорода, необходимом для окисления 5-95% углерода и элементов, обладающих большим сродством к кислороду, чем углерод, достигаются одновременно необходимая степень удаления углерода, повышенная степень дефосфорации металла и достаточное вспенивание шлака, обеспечивающее закрытие дуг шлаком и его скачивание за счет пузырей окиси углерода, выделяющихся в результате реакции окисления углеродом. Если суммарное количество кислорода меньше количества, требуемого для окисления 5% углерода и полного окисления других примесей металла, то протекание реакций окисления углерода и фосфора затрудняется. Металл при этом содержит повышенное количество фосфора и углерода.

Если суммарное содержание кислорода выше количества, необходимого для окисления 95% углерода и полного окисления других элементов, то содержание углерода в ванне получается чрезмерно низким, а содержание кислорода, наоборот, высоким, что нежелательно как по условиям производительности печи и качества металла, так и сортамента выплавляемых марок стали.