способ плавки чугуна
Классы МПК: | F27B1/08 нагреваемые иным способом, чем сжиганием твердого топлива, смешанного с шихтой |
Автор(ы): | Кирин Е.М., Дурнев В.А., Горелов Р.Н. |
Патентообладатель(и): | Пензенский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-12-27 публикация патента:
20.04.1998 |
Изобретение относится к области металлургии, точнее к способам плавки чугуна в вагранках. Летку перед накоплением чугуна выплавляемой марки предварительно обогревают жидким чугуном, содержащим 3,5 - 4,4% C, 0,9 - 2,2% Si, 0,4 - 2% Mn, объемом, равным
где dk - диаметр копильника, причем обогрев летки ведут одновременно с подачей в жидкий чугун кислорода, осуществляемой в предлеточное пространство копильника.
![способ плавки чугуна, патент № 2109235](/images/patents/362/2109235/2109235t.gif)
Формула изобретения
Способ плавки чугуна в вагранке, включающий загрузку шихты, ее плавление, перегрев чугуна, накопление его в копильнике и выпуск через металлическую летку копильника в ковш, отличающийся тем, что для обеспечения обогрева металлической лейки преимущественно в первоначальный период плавки перед накоплением в копильнике чугуна выплавляемой марки копильник предварительно заполняют жидким чугуном, содержащим 3,4 - 4,4% С, 0,9 - 2,2% Si, 0,4 - 2% Mn, объемом, равным![способ плавки чугуна, патент № 2109235](/images/patents/362/2109235/2109235-5t.gif)
где dк - диаметр копильника, м,
одновременно с заполнением копильника чугуном в него по трубопроводу в предлеточное пространство копильника подают кислород.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области литейного производства, точнее к способам плавки чугуна в вагранках, а именно к способам плавки, устраняющим "замерзание" металлической летки для выпуска металла в ковш. Известен способ плавки чугуна в вагранках с копильником, включающий в себя загрузку шихты, ее плавление, перегрев чугуна, накопление его в копильнике и выпуск чугуна через металлическую летку (см. Грачев В.А., Черный А.А. Современные методы плавки чугуна. Саратов, 1973, с. 80-81). Одним из недостатков известного способа является возможность "замерзания" металлической летки копильника, вызванная тем, что жидкий металл (особенно в первый период плавки, когда металл имеет низкую температуру, а копильник не прогрет) охлаждается в нижней части копильника, в районе летки, кристаллизуется и застывает с образованием "настыля". Установлено, что "замерзание" летки в 10-20% плавок является причиной срывов плавок, в результате чего, как правило, вагранку приходится останавливать, охлаждать, открывать дверцу копильника, удалять настыль из копильника, что является весьма трудоемкой и дорогостоящей операцией. Известен ряд производственных способов с "замерзанием" летки, которые являются малоэффективными, хотя и применяются в процессе плавки. К ним относятся пробивание "замерзшей" летки металлическим ломиком, прожигание летки кислородом, предварительный обогрев копильника. Первый прием в 50-60% случаев не дает желаемого эффекта или приводит к поломке леточного кирпича. Второй способ осуществляется подачей кислорода с внешней стороны леточного кирпича и также не всегда приводит к вскрытию летки, так как воздействие кислорода на уже застывший металл с пониженной температурой не стимулирует его окисления и прорыв летки. Расход кислорода, как правило, очень велик, процесс с точки зрения охраны труда очень опасен. По третьему способу копильник перед плавкой разогревают газовой горелкой через шлаковую летку, а в случае "замерзания" металлической летки ее прожигают струей кислорода из газокислородного резака, размещаемого со стороны желоба копильника. "Замерзание" летки, как правило, происходит при первом выпуске чугуна. Длительный опыт работы на вагранках показывает, что третий способ позволяет в 40-50% случаев "замерзания" летки предотвратить аварийную ситуацию и восстановить работоспособность вагранки. Однако в остальных случаях способ оказывается малоэффективным. Это связано с тем, что, во-первых, при разогреве копильника газовой горелкой через шлаковую летку нижняя часть копильника (подина и летка) разогреваются незначительно, что приводит к "замерзанию" металла в районе летки. Во-вторых, прожигание летки кислородом эффективно только в том случае, если настыль металла находится в кашеобразном состоянии, а корка застывшего металла имеет толщину 5-10 мм. В противном случае способ неэффективен. Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и разработка способа, позволяющего эффективно устранять "замерзание" металлической летки, преимущественно в первоначальный период плавки. Задача решена тем, что в способе плавки чугуна в вагранке, включающем загрузку шихты, ее плавление, перегрев чугуна, накопление его в копильнике и выпуск через металлическую летку в ковш, перед накоплением чугуна нужной марки предварительно обогревают летку жидким чугуном, содержащим 3,5-4,4% C, 0,9-2,2% Si, 0,4-2% Mn, объемом, равным![способ плавки чугуна, патент № 2109235](/images/patents/362/2109235/2109235-2t.gif)
![способ плавки чугуна, патент № 2109235](/images/patents/362/2109235/2109235-3t.gif)
1. Обогрев летки чугуном эффективен, так как он осуществляется самым эффективным видом теплообмена - теплопередачей. Это позволяет разогреть футеровку до температуры 1300-1400oC. 2. Применение кислорода позволяет эффективно и быстро повысить температуру чугуна до 1500oC за счет окисления C, Si и Mn чугуна. До такой же температуры разогревается и футеровка нижней части копильника. Это в конечном итоге обеспечивает устранение возможности образования настыля металла в районе летки. 3. Приведенный состав чугуна (3,5-4.4% C; 0,9-2,2% Si; 0,4-2% Mn) обеспечивает низкую температуру плавления и, соответственно, низкую температуру кристаллизации чугуна (около 1150-1200oC), что не позволяет ему "застыть" при температурах, наблюдаемых в районе летки. Кроме того, приведенный в заявке состав является оптимальным с точки зрения протекания реакций окисления C, Si и Mn при взаимодействии с кислородом. Это хорошо согласуется с практикой работы кислородных конвертеров. При таком составе чугуна за 2-3 мин температура чугуна возрастает с 1300 до 1500oC. При содержании C менее 3,5%, Si менее 0,9%, Mn менее 0,4% температура кристаллизации чугуна возрастает, жидкотекучесть его снижается, скорость реакций окисления резко снижается, в результате чего эффективность обогрева летки снижается, возникает возможность образования настыля металла за счет его невысокой температуры и повышенной температуры затвердевания. Верхний предел состава чугуна по C, Si и Mn ограничен трудностью получения чугуна такого состава. 4. Оптимальный объем чугуна в копильнике, равный
![способ плавки чугуна, патент № 2109235](/images/patents/362/2109235/2109235-4t.gif)
Класс F27B1/08 нагреваемые иным способом, чем сжиганием твердого топлива, смешанного с шихтой