RU2055907C1

RU2055907C1 - Scrap-process method for steel smelting in martin furnace

Info

Publication number: RU2055907C1
Application number: RU92002614A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Дорофеев; Б.Ф. Антипов; В.А. Попков; В.В. Руднев; А.А. Конышев; А.В. Макуров; В.В. Манераки; А.Г. Ситнов
Original assignee: Научно-производственное малое предприятие "Интермет-Сервис"
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method involves introducing a portion of solid burden in the form of semi-finished product containing liquid iron immersed carbonaceous material taken in the ratio of (12-20):1 in an amount of 0.1-0.8 t per 1 t of scrap. Improved method allows cold pig iron consumption to be reduced by 15-32%. EFFECT: increased efficiency, reduced consumption of material and improved quality of steel. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к мартеновскому производству стали. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to open-hearth steel production.

Известен способ выплавки стали мартеновским скрап-угольным процессом в мартеновской печи, при котором углеродсодержащие добавки загружают под слой металлолома [1] Недостатками этого способа являются большая продолжительность плавки, сравнительно большой расход твердой металлошихты. A known method of steelmaking by open-hearth scrap-coal process in an open-hearth furnace, in which carbon-containing additives are loaded under a layer of scrap metal [1] The disadvantages of this method are the long melting time, the relatively high consumption of solid metal charge.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ выплавки стали в мартеновской печи, включающий завалку металлолома, твердого чугуна и шлакообразующих материалов, присадку углеродистого вещества [2] Недостатками известного способа являются низкая производительность, большой расход твердого чугуна и топлива. The closest in technical essence to the proposed is a method of steelmaking in an open-hearth furnace, including the filling of scrap metal, cast iron and slag-forming materials, the addition of carbonaceous matter [2] The disadvantages of this method are the low productivity, high consumption of solid cast iron and fuel.

Цель изобретения сокращение расхода твердого чугуна. The purpose of the invention is to reduce the consumption of solid iron.

Достигается это тем, что при выплавке стали в мартеновской печи скрап- процессом, включающей завалку металлолома, шлакообразующих, углеродсодержащих материалов и твердого чугуна, прогрев, плавление, доводку и выпуск металла, часть твердого чугуна вводят в виде полуфабриката, состоящего из залитого чугуном углеродсодержащего материала в соотношении (12-20):1 по массе, в количестве 0,1-0,8 т на 1 т металлолома. This is achieved by the fact that when steel is smelted in an open-hearth furnace by a scrap process, including the filling of scrap metal, slag-forming, carbon-containing materials and solid cast iron, heating, melting, lapping and tapping of metal, part of the solid cast iron is introduced in the form of a semi-finished product consisting of a carbon-containing material cast in iron in the ratio (12-20): 1 by weight, in an amount of 0.1-0.8 tons per 1 ton of scrap metal.

Полуфабрикат представляет собой чушку металла с углеродсодержащими частицами, распределенными по объему чушки. Для получения полуфабриката можно использовать разливочную машину, заливая жидким чугуном углеродсодержащие компоненты в соотношении их масс (12-20):1. В процессе получения полуфабриката происходит частичное растворение углерода в чугуне до пределов, определяемых температурой чугуна и его составом, что приводит к увеличению концентрации углерода в чугуне. Этот процесс продолжается и после завалки полуфабриката в мартеновскую печь. Повышенные температуры ванны по сравнению с температурой чугуна на разливке увеличивают содержание углерода в нем согласно зависимости (% С)_р=1,34-2,54 t^oC. Растворимость углерода достигает предела насыщения (до 5,2% при температуре 1540^оС) против 3,8-4,2% в исходном чугуне. Концентрация и активность углерода в расплаве железо-углерод достигают максимума, определяемых пределом насыщения.The semi-finished product is a metal ingot with carbon-containing particles distributed throughout the ingot. To obtain a semi-finished product, you can use a filling machine, pouring carbon-containing components in liquid iron in the ratio of their masses (12-20): 1. In the process of obtaining a semi-finished product, partial dissolution of carbon in cast iron occurs to the extent determined by the temperature of the cast iron and its composition, which leads to an increase in the carbon concentration in cast iron. This process continues after filling the semi-finished product into the open-hearth furnace. Elevated bath temperatures compared with cast iron temperature increase the carbon content in it according to the dependence (% C) _p = 1.34-2.54 t ^o C. The solubility of carbon reaches its saturation limit (up to 5.2% at a temperature of 1540 ^o C ) versus 3.8-4.2% in the original cast iron. The concentration and activity of carbon in the iron-carbon melt reaches a maximum determined by the saturation limit.

При увеличении соотношения углерода и чугуна в полуфабрикате выше 1:12 качество полуфабриката снижается, т.к. часть частиц углерода из-за недостатка чугуна оказывается неохваченной им, что снижает прочность полуфабриката, приводит к частичной потере углерода и делает состав полуфабриката неконтролируемым. Это существенно снижает эффективность способа. When the ratio of carbon to cast iron in the semi-finished product increases above 1:12, the quality of the semi-finished product decreases, because part of the carbon particles due to the lack of cast iron is not covered by it, which reduces the strength of the semi-finished product, leads to a partial loss of carbon and makes the composition of the semi-finished product uncontrollable. This significantly reduces the effectiveness of the method.

При снижении соотношения углерода и чугуна в полуфабрикате менее 1:20 увеличивается расход чугуна и возрастает себестоимость стали. Соотношение масс углеродистого материала и чугуна в пределах 1:(12-20) обеспечивает наилучшие результаты. With a decrease in the ratio of carbon and cast iron in the semi-finished product less than 1:20, the consumption of cast iron increases and the cost of steel increases. The mass ratio of carbon material and cast iron in the range of 1: (12-20) provides the best results.

Полученный полуфабрикат загружают в мульду и заваливают в печь вместе со скрапом. Оптимальным является соотношение 0,1-0,8 т полуфабриката на 1 т металлолома. При этом нижний предел относится к выплавке рядовых низкоуглеродистых марок стали неответственного сортамента, а верхний предел относится к производству качественных и высококачественных углеродистых сталей с повышенным до 0,4-1,2% углерода, которые требуют значительного запаса (избытка) углерода в ванне к моменту расплавления (1-1,5%). Дальнейшее повышение расхода полуфабриката выше 0,8 т на 1 т металлолома нецелесо- образно, поскольку требуемое содержание углерода в шихте и по расплавлению ванны уже обеспечено. Показали плавки из-за необходимости дополнительного рафинирования металла от углерода, серы и фосфора, а также увеличенного расхода чугуна, составляющего основу полуфабриката, несколько ухудшаются по сравнению с оптимальным вариантом. The resulting semi-finished product is loaded into the tinplate and dumped into the oven with scrap. The optimal ratio is 0.1-0.8 tons of semi-finished product per 1 ton of scrap metal. The lower limit refers to the smelting of ordinary low-carbon grades of steel of non-responsible assortment, and the upper limit relates to the production of high-quality and high-quality carbon steels with increased to 0.4-1.2% carbon, which require a significant supply (excess) of carbon in the bath at the time melting (1-1.5%). A further increase in the consumption of the semi-finished product above 0.8 tons per 1 ton of scrap metal is unreasonable, since the required carbon content in the charge and the melting of the bath are already provided. They showed melting because of the need for additional refining of metal from carbon, sulfur and phosphorus, as well as the increased consumption of cast iron, which forms the basis of the semi-finished product, somewhat deteriorate compared to the best option.

При расходе полуфабриката менее 0,1 т на 1 металлолома длительность плавления возрастает из-за увеличения доли в шихте скрапа, обладающего более высокой по сравнению с чугуном температурой плавления, а также в результате снижения концентрации углерода в ванне и связанного с этим увеличения температуры плавления ванны. Отсюда предлагаемые пределы соотношения полуфабриката и скрапа в шихте составляют (0,1-0,8):1. When the semi-finished product consumption is less than 0.1 t per 1 scrap metal, the melting time increases due to an increase in the share in the scrap mixture, which has a higher melting temperature compared to cast iron, as well as a decrease in the carbon concentration in the bath and the associated increase in the melting temperature of the bath . Hence, the proposed limits for the ratio of semi-finished product and scrap in the charge are (0.1-0.8): 1.

П р и м е р. Выплавку стали по описываемому способу осуществляли в 250 т мартеновских печах. Колесная сталь относится к углеродистому классу и по ГОСТ 10791-81 имеет следующий состав, мас. С=0,55-0,65; Mn=0,5-0,9; Si=0,2-0,42, P≅035, S≅040. Завалку осуществляли следующим образом: на подину печи загружали колесную стружку и чистый мелкий лом в количестве 8-15% от массы садки, далее давали известняк в количестве 6-10% общей массы металлозавалки, производили прогрев известняка в течение 10-15 мин, а затем загружали 40-50% полуфабриката в количестве 15-45 т, оборотный лом и пакеты 18-80 т, оставшуюся часть полуфабриката и предельный чугун. На отдельных плавках весь полуфабрикат загружали вниз на известняк. После завалки начинали прогрев шихты, ее расплавление и производили скачивание первичного шлака. После расплавления осуществляли доводку металла до заданного состава и температуры и выпускали его в два ковша емкостью 130 т согласно действующей технологической инструкции. PRI me R. Steel smelting according to the described method was carried out in 250 tons of open-hearth furnaces. Wheel steel belongs to the carbon class and according to GOST 10791-81 has the following composition, wt. C = 0.55-0.65; Mn = 0.5-0.9; Si = 0.2-0.42, P≅035, S≅040. The filling was carried out as follows: wheeled shavings and clean small scrap in the amount of 8-15% of the weight of the charge were loaded onto the bottom of the furnace, limestone was given in the amount of 6-10% of the total weight of the metal filling, limestone was heated for 10-15 minutes, and then loaded 40-50% of the semi-finished product in the amount of 15-45 tons, recycled scrap and bags of 18-80 tons, the remainder of the semi-finished product and limit cast iron. On separate heats, the entire semi-finished product was loaded down onto limestone. After filling, the mixture began to be heated, melted, and primary slag was downloaded. After melting, the metal was adjusted to a predetermined composition and temperature and released into two buckets with a capacity of 130 tons in accordance with the current technological instructions.

В таблице приведены результаты исследований влияния параметров способа на технико-экономические показатели работы мартеновской печи. The table shows the results of studies of the influence of the parameters of the method on technical and economic indicators of the open-hearth furnace.

Данные таблицы свидетельствуют, что предлагаемый способ позволяет сократить по сравнению с известным расход чугуна на 15-32% The data in the table indicate that the proposed method allows to reduce compared with the known consumption of cast iron by 15-32%

Claims

METHOD OF STEEL Smelting in the open-hearth furnace of the Scrap-process, including the filling of scrap metal, slag-forming carbon-containing materials and solid cast iron, heating, melting, lapping and tapping of metal, characterized in that part of the solid cast iron is introduced in the form of a semi-finished product consisting of cast iron containing (12 - 20): 1 by weight, in an amount of 0.1 - 0.8 tons per 1 ton of scrap metal.