Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева (федеральный опорный университет), Нижний Новгород, Россия:
Л. И. Леушина, канд. техн. наук, доцент кафедры «Металлургические технологии и оборудование»эл. почта: kafmto@mail.ru
И. О. Леушин, докт. техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Металлургические технологии и оборудование», эл. почта: igoleu@yandex.ru
С. В. Плохов, докт. техн. наук, профессор кафедры «Нанотехнологии и биотехнологии»

Рассмотрена проблема замены дорогостоящих первичных материалов (литейного и передельного чугунов) и покупного чугунного и стального лома в составе шихты для плавки чугуна в газовой вагранке на брикеты из чугунной и стальной стружки. Использование таких брикетов в практике ваграночной плавки чугуна встречает ряд трудностей. Прежде всего речь идет о наличии в составе углеродсодержащего компонента материалов брикетов (например, боя графитовых электродов, кокса или угля) вредной для чугуна примеси серы, а также о недостаточной механической прочности брикетов и высокой осыпаемости, затрудняющих их транспортирование и складирование для хранения. Проведен структурно-функциональный анализ объекта исследования, в качестве которого выбран брикет. Оценены возможность и целесообразность замены материалов каждой структурной группы брикета альтернативными, минимизирующими риск загрязнения чугуна примесями серы, обеспечивающими достаточную механическую прочность и низкую осыпаемость брикета. Предложено включить в состав брикета ваграночной плавки чугуна отработанную воскообразную модельную композицию, которая благодаря своим свойствам способна успешно справиться с функциями подвода тепла для нагрева материалов и ведения плавки (топливо), регулируемого науглероживания расплава чугуна, а также обеспечения компактности и минимальных осыпаемости и влагонасыщенности брикета. Практическое опробование в условиях действующего производства подтвердило справедливость теоретической оценки и показало, что использование таких брикетов в составе шихты способствует интенсификации ваграночной плавки и снижению вредных примесей серы в выплавляемом чугуне.

1. Пат. 2549029 РФ. Брикет для металлургического передела / В. А. Коровин, И. О. Леушин, С. В. Дубинин, В. К. Седунов, П. А. Слузов ; заявл. 13.11.2013 ; опубл. 20.04.2015, Бюл. № 11.
2. Пат. 2609884 РФ. Экструзионный брикет для сталеплавильного производства / А. Н. Шаруда, С. В. Павлов ; заявл. 18.02.2016 ; опубл. 06.02.2017, Бюл. № 4.
3. Пат. 2514241 РФ. Синтетический композиционный шихтовой материал для производства высококачественной стали / А. Н. Тюрин, Г. А. Дорофеев, А. А. Протопопов, Е. В. Скрыльков, Ю. В. Харитонова ; заявл. 21.06.2012 ; опубл. 27.04.2014, Бюл. № 12.
4. Пат. 2493271 РФ. Брикет для производства чугуна и стали / И. Н. Гоник, Н. А. Зюбан, Н. А. Новицкий ; заявл. 22.05.2012 ; опубл. 20.09.2013, Бюл. № 26.
5. Пат. 2352648 РФ. Шихта для изготовления брикетов для металлургического производства / Э. И. Гриншпун, А. И. Федчук, А. К. Белитченко, И. В. Деревянченко, С. В. Вербный и др. ; заявл. 01.03.2007 ; опубл. 20.04.2009, Бюл. № 11.
6. Пат. 2441925 РФ. Брикет для выплавки чугуна и стали / С. Н. Сироткин, В. А. Андреев, Н. Н. Хухарева, В. К. Кузнецов ; заявл. 31.03.2010 ; опубл. 10.02.2012, Бюл. № 4.
7. Пат. 2181385 РФ. Способ получения брикетов для металлургического передела / А. В. Соломахин, В. Г. Фризен, В. Я. Кошкаров, А. М. Лобыч, А. Г. Сотников ; заявл. 29.05.2001 ; опубл. 20.04.2002.
8. Пат. 2321647 РФ. Способ брикетирования железосодержащих отходов в виде окалины для плавки / А. И. Салех, А. М. Грицишин ; заявл. 06.07.2006 ; опубл. 10.04.2008, Бюл. № 10.
9. Пат. 2187563 РФ. Способ подготовки шихтового материала в виде брикетов к плавке / Е. Е. Агеев, И. П. Гоник, В. П. Лемякин, А. И. Скрипка, В. И. Синев ; заявл. 30.07.2009 ; опубл. 20.08.2002, Бюл. № 26.
10. Дегель Р., Фрелинг К., Хансман Т., Каппес Х., Бароцци С. Концепция безотходного металлургического производства // Черные металлы. 2016. № 4. С. 40–48.
11. Klingauf P. In Brikettform verdoppeln Alu-Späne ihren Wert // Giesserei. 2017. № 7. S. 52–54.
12. Klingauf P. Brikettierung von Gussspänen bei Frischhut // Giesserei. 2016. Heft 9 [Электронный ресурс] URL: https://www.giesserei.eu/magazin/fachartikel/2016/brikettierung-von-gussspaenen-beifrischhut/ (дата обращения: 11.03.2020).
13. Журило А. Г., Журило Д. Ю. Изменение содержания серы в амортизационном ломе чугуна за последние 100 лет // Черные металлы. 2014. № 12. С. 23–28.
14. Коровин В. А., Романов А. С., Слузов П. А. Повышение эффективности распределения алюминия и шлама соляных ванн при модифицировании чугуна брикетированным модификатором в ковше // Технология металлов. 2016. № 12. С. 2–4.
15. Matyukhin V. I., Yaroshenko Y. G., Matyukhina A. V., Dudko V. A., Punenkov S. E. Natural-gas heating of cupola furnaces for more energyefficient iron production // Steel in Translation. 2017. Vol. 47. N 8. P. 528–533.
16. Grachev V. Advantages of melting cast iron in gas cupola furnaces // Archives of Foundry Engineering. 2018. Vol. 18, Iss. 3. С. 76–80.
17. Лукашевич C. Ф., Филипчик В. К., Писаренко Л. 3., Хацкевич В. А. Совершенствование технологии выплавки чугуна в вагранках // Литье и металлургия. 2006. № 4. С. 130–132.
18. Вдовин К. Н., Иванова В. А., Феоктистов Н. А. Механизм влияния качества литейного кокса на химический состав чугуна // Теория и технология металлургического производства. 2016. № 2. С. 35–41.
19. Babich A., Senk D. Novel raw materials for ironmaking // Stahl und Eisen. 2017. Vol. 137, Iss. 6. P. 33–45.
20. Kehrbaum R., Walczak S. Presskoks als preisgünstiges Substitut für Gießereikoks // Giesserei. 2008. N 6. S. 70–71.
21. Smith D. Feuerfeste Hochleistungsgießmassen für den Einsatz in Kupolöfen // Giesserei. 2017. № 11. S. 34–41.
22. Коровин В. А., Леушин И. О., Дубинин С. В., Гейко И. В., Слузов П. А. Брикет для металлургического производства с промышленными отходами // Труды XII съезда литейщиков России. — Нижний Новгород : НГТУ им. Р. Е. Алексеева. 2015. С. 95–97.
23. Большая энциклопедия нефти и газа [Электронный ресурс] URL: https://www.ngpedia.ru/id137721p1.html (дата обращения: 26.11.2019).
24. Слета Л. А. Химия : справочник. — Харьков : ФОЛИО; М. : ООО «Издательство АСТ», 2000. — 496 с.
25. ГОСТ 1412–85. Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки. — Введ. 01.01.1987.