Ресурсо- и энергосберегающие технологии переработки различных металлургических отходов в индукционных печах с дальнейшей внепечной обработкой

Abstract

The article provides an overview of cast iron smelting technologies with complete or partial filling of crucibles in inductionfurnaces with different frequencies. Considerable capability of induction furnaces is shown in production of cast ironwithin narrow limits on the chemical composition and in thermal processing of the melt. If the crucible is partially filled theinduction melting allows significant intensifying the slag deoxidation process during its interaction with carbon contained in the metal. This leads to considerable reduction in concentrations of oxygen, hydrogen, nitrogen and sulfur in castiron. Evaluations of the mass transfer coefficients have revealed that their values are much higher in the mediumfrequency furnaces in comparison with the commercial frequency ones. This permits us to consider medium frequencyinduction furnaces as universal melting units for production of high quality castings with minimal costs. The blowing of molten cast iron by resonant-pulsed refining is widely applied at JSC "ZSMK". It was found that prolonged blowing of cast iron by nitrogen leads to the formation inclusions of nitrides and carbonitrides of titanium in the melt. They serve as substrates for graphite formation. Blowing ensures their uniform distribution in volume of the metal.

В статье приведен обзор технологий выплавки чугуна в индукционных печах с различной частотой при полном и неполном заполнении тигля. Показаны широкие возможности индукционных печей в получении чугуна из различной шихты с узкими пределами по химическому составу и в проведении термовременной обработки расплава. Индукционная плавка, при неполном заполнении тигля, позволяет значительно интенсифицировать процессы раскисления шлака при его взаимодействии с углеродом металла. При этом значительно снижается содержание кислорода, водорода, азота и серы в чугуне. Оценки коэффициента массопереноса показали, что его величина в индукционных печах средней частоты на порядок выше, чем в печах промышленной частоты. Это позволяет рассматривать индукционную печь средней частоты как универсальный плавильный агрегат для производства отливок высокого качества с минимальными затратами. На ОАО «ЗСМК» широко применяется продувка расплава чугуна методом резонансно-пульсирующего рафинирования. Установлено, что длительная продувка чугуна азотом приводит к образованию в расплаве включений нитридов и карбонитридов титана. Они служат подложками для образования графита. Продувка обеспечивает их равномерное распределение в объеме металла.