RU2009207C1 - Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали - Google Patents
Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2009207C1 RU2009207C1 SU5017740/02A SU5017740A RU2009207C1 RU 2009207 C1 RU2009207 C1 RU 2009207C1 SU 5017740/02 A SU5017740/02 A SU 5017740/02A SU 5017740 A SU5017740 A SU 5017740A RU 2009207 C1 RU2009207 C1 RU 2009207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- ore
- pellets
- range
- cast iron
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 9
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 5
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 4
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000009865 steel metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: материал состоит из металлической основы железорудной части. В качестве металлической основы используют чугун, а железорудная часть представляет собой окатыши из офлюсованного железорудного концентрата с содержанием в нем CaO + MgO в пределах 5 - 25 мас. % . Фракция окатышей составляет 5 - 15 мм. Железорудные окатыши заплавлены чугуном в соотношении чугун: окатыши (3 : 5) : 1. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к шихтовым металлургическим материалам для производства стали.
Известен шихтовый металлический материал для науглероживания при производстве стали, содержащий механическую смесь стальной или чугунной стружки (20-40 мас. % ) с коксующимся малозольным углем (40-60 мас. % ) и пористым коксом.
Недостатком является ограниченное количество металлического компонента, например чугунной стружки, основного поставщика материала при широкомасштабном применении в металлургии стали. Кроме того, допускается использовать либо чугунную, либо железную стружку, что существенно ухудшает стабильность химического состава материала и, следовательно, вносит элемент нестабильности в течение сталеплавильного процесса. Кроме того, шихта вносит много вредных элементов - фосфора, серы, цветных металлов.
В черной металлургии широко известен и применяется стабильный по составу, содержащий не менее 95 мас. % железа, шихтовый металлический материал - чугун, например, передельный ГОСТ 805-80.
Применение чугуна, хотя и улучшает качество шихты, например, по цветным примесям, тем не менее вносит много фосфора и серы.
Окисление углерода и фосфора, вносимых чугуном и др. компонентами шихты, производится окислами железа шихтового расплава.
Для организации металлургического передела необходимое количество оксидов железа вводят специальными присадками железной руды во время завалки и по ходу процессов рафинирования. Повышенный расход шлакообразующих при использовании чугуна ухудшает технико-экономические показатели процесса. Кроме того, в процессе плавления чугуна происходит поверхностное окисление "чушек", брикетов, уменьшение углерода (с 4 до 0,5-0,6 мас. % ).
В результате этого скорость плавления шихты и окисление примесей снижается.
Важнейшим элементом ускорения металлургических процессов является быстрое шлакообразование. Лимитирующим фактором этого процесса является растворение извести в оксидном расплаве.
Известно, что благоприятные условия для растворения извести создаются при 
≥ 1 .
Окисление кремния чугуна увеличивает (SiO2). Это ухудшает отношение Σ (FeO)/(SiO2). Образуются тугоплавкие ортосиликаты кальция типа (СаО)2 ˙SiO2 (tпл ≥2000оС) на внешней оболочке кусочков извести. Шлак становится гетерогенным. Удаление вредных примесей ([P] , [S] , [H] и др. ) и окисление углерода чугуна замедляется.
Наиболее близким по технической сути и металлургическим результатам является шихтовая заготовка из чугуна и рудноугольных окатышей с соотношением (3-5): 1 соответственно с содержанием суммарного углерода, обеспечивающего полное восстановление окислов железа.
Известный шихтовый материал имеет следующие недостатки.
1. При нагреве в первую очередь идет взаимодействие между оксидами железа и углеродным порошком внутри окатышей, так как частица руды и угольного порошка взаимно перемешены, находятся в непосредственном контакте и имеют высокую поверхность реагирования. В результате этого реакции железорудных окатышей с чугуном не получают должного развития. В стали по расплавлении имеется довольно высокий фосфор и сера.
2. Уголь, входящий в состав известного шихтового материала, имеет повышенное содержание серы, особенно, если в его "генезисе" донецкий уголь. Сера плохо удаляется по ходу окислительного процесса, особенно в мартеновской плавке. Коэффициент распределения серы Ls обычно не превышает 4-5. Повышенное содержание серы требует повышенного расхода шлакообразующих, увеличивает трудоемкость сталеплавильного процесса, длительность плавки. При выплавке высококачественной стали вызывает необходимость применения различных способов ковшевой десульфирующей обработки металла. Это увеличивает затраты на производство стали.
Изобретение направлено на ускорение процессов плавления и рафинирования шихты и на стабилизацию технологических показателей процесса плавки при ее применении.
Поставленная задача решается тем, что в качестве железорудного материала применяют офлюсованный железорудный концентрат, например окатыши с содержанием суммы СаО+MgO в пределах 5-25 мас. % , при этом частицы офлюсованного железорудного концентрата (ОЖРК) заплавлены в теле чугуна. Размер частиц ОЖРК находится в пределах 5-15 мм.
Сопоставление с прототипом позволяет сделать вывод о том, что композиционный шихтовый материал (КШМ) отличается от известного материала составом железорудного материала, который офлюсован с содержанием СаО+MgO в пределах от 5 до 25 мас. % , а частицы офлюсованного железорудного материала заплавлены в теле металлической основы (в чугуне) с размером частиц в пределах 5-15 мм.
При нагреве и плавлении такого шихтового материала происходит ускорение окисления углерода, фосфора и кремния шихты за счет образования активной дополнительной поверхности раздела "чугун-ОЖРК" с высоким содержанием FeO и основных окислов (СаО и MgO).
Применение офлюсованного железорудного концентрата без угля с высоким FeO и суммой CaO+MgO = 5-25 мас. % позволяет ускорить процесс окисления углерода и рафинирования металла от серы и фосфора за счет поддержания в процессе расплавления и нагрева ванны оптимальных соотношений между (FeO), (СаО) и (SiO2).
Повышенная скорость окисления углерода чугуна усиливает перемешивание металлической ванны окисью углерода, ускоряя тепло- и массообменные процессы. При этом по мере окисления кремния шихты в плавке постоянно растет содержание SiO2. Применение ОЖРК позволяет сдерживать влияние SiO2, поддержания отношения 
≥ 1 , необходимое для хорошего шлакообразования.
СаО и FeO из ОЖРК поступают в шлак и после полного расплавления металлической основы КШМ, поддерживают его рафинирующие качества.
Применение окатышей с размером 5-15 мм также усиливает обменные процессы. Например, при отношении чугун: ОЖРК, равном 4: 1, с размером окатышей в 12 мм поверхность реагирования составит около 1000 м2/т, что эквивалентно увеличивает поверхности "металл-шлак" в 40 раз.
Характеристический размер ОЖРК находится в пределах 5-15 мм. При уменьшении ниже 5 мм приводит к резкому возрастанию межфазной поверхности и потенциальной опасности выбросов металла из печи (грозящие высокие скорости окисления углерода). Увеличение размера частиц более 15 мм приводит к существенному ослаблению механической прочности брикетов, падению металлургических преимуществ по сравнению с чугуном.
П р и м е р. На конвейерной линии заливки чугуна в движущиеся формы засыпают окатыши офлюсованного железорудного концентрата состава: ≥80 мас. % - Fe2O3; CaO+MgO = 15 мас. % ; SiO2-Al2O3 = 4-5 мас. % и заполняют их жидким чугуном, далее застывшие "чушки", брикеты чугуна заваливают в составе шихты в 100 т сталеплавильную печь, например в количестве 150 - 350 кг/т стали, и расплавляют.
В таблице приведены примеры состава предложенного композиционного материала, не исключающего другие варианты в объеме формулы изобретения.
Из данных таблицы видно, что применение нового композиционного шихтового материала дает лучшие металлургические показатели на сталях, чувствительных к цветным и вредным элементам (Al, N и др. ), уменьшает время плавления и содержание серы и фосфора, стабилизирует процесс плавки, содержание углерода, увеличивает качество готовой стали (время до разрушения возрастает в несколько раз). (56) Авторское свидетельство СССР N 1250582, кл. С 21 С 5/52, 1986.
Claims (2)
1. КОМПОЗИЦИОННЫЙ ШИХТОВЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ, включающий чугун с заплавленными в нем железорудными окатышами при их соотношении (3 - 5) : 1, отличающийся тем, что в качестве железорудных окатышей используют офлюсованный железорудный концентрат с содержанием в нем CaO + MgO в пределах 5 - 25% .
2. Материал по п. 1, отличающийся тем, что окатыши офлюсованного железорудного концентрата берут фракцией 5 - 15 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017740/02A RU2009207C1 (ru) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5017740/02A RU2009207C1 (ru) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009207C1 true RU2009207C1 (ru) | 1994-03-15 |
Family
ID=21592152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5017740/02A RU2009207C1 (ru) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2009207C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2382085C1 (ru) * | 2008-10-01 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Шихта для выплавки ванадийсодержащей стали |
-
1991
- 1991-12-20 RU SU5017740/02A patent/RU2009207C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2382085C1 (ru) * | 2008-10-01 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Новокузнецкий металлургический комбинат" | Шихта для выплавки ванадийсодержащей стали |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2422253A1 (en) | Refining agent and refining method | |
| RU2258084C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
| US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
| RU2009207C1 (ru) | Композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали | |
| RU2102497C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащей стали в дуговой электропечи | |
| RU2186856C1 (ru) | Композиционная шихта для выплавки легированных сталей | |
| RU2075513C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородных конвертерах | |
| GB1446021A (en) | Method for the refining of molten metal | |
| RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
| RU2302471C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
| RU2087545C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистой стали | |
| RU2280699C2 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере с оставлением шлака | |
| RU2170270C1 (ru) | Наполнитель для материала для металлургического производства и способ получения материала для металлургического производства | |
| US4190435A (en) | Process for the production of ferro alloys | |
| KR100224635B1 (ko) | 청정강 제조용 슬래그 탈산제 | |
| RU2647432C2 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
| RU2294382C1 (ru) | Шихта для выплавки стали в дуговых электросталеплавильных печах | |
| RU2233890C1 (ru) | Способ выплавки низкоуглеродистой стали в кислородном конвертере | |
| RU2805114C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
| RU2760903C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи с кислой футеровкой | |
| RU2087546C1 (ru) | Чушка для металлургического передела | |
| RU2152442C1 (ru) | Способ обработки жидкой стали шлаком | |
| RU2091494C1 (ru) | Способ выплавки легированной хромом и никелем стали | |
| RU2103381C1 (ru) | Способ производства низколегированной стали с ванадием | |
| RU2343204C1 (ru) | Шихта для выплавки стали |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051221 |