[go: up one dir, main page]

RU2023044C1 - Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron - Google Patents

Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron Download PDF

Info

Publication number
RU2023044C1
RU2023044C1 SU5062018A RU2023044C1 RU 2023044 C1 RU2023044 C1 RU 2023044C1 SU 5062018 A SU5062018 A SU 5062018A RU 2023044 C1 RU2023044 C1 RU 2023044C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
barium
briquet
cast iron
aluminum
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.В. Толстогузов
С.С. Черняк
Б.М. Ромен
В.Л. Ивакин
Original Assignee
Арендное предприятие "Литмаш" Производственного объединения "Тяжмаш"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Арендное предприятие "Литмаш" Производственного объединения "Тяжмаш" filed Critical Арендное предприятие "Литмаш" Производственного объединения "Тяжмаш"
Priority to SU5062018 priority Critical patent/RU2023044C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2023044C1 publication Critical patent/RU2023044C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: briquet containing barium-containing material, aluminium powder and fluorspar has witherite-strontianiferous as a barium-containing material calcined at 1200-1250 K and 65% ferrosilicon at the definite ratio of components. Briquet is used for manufacture of high-quality steel and high-strength cast iron. EFFECT: enhanced quality of briquet. 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве высококачественных марок стали и высокопрочного чугуна. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of high-quality grades of steel and ductile iron.

Раскисление и модифицирование стали и чугуна щелочно-земельными металлами: магнием, кальцием, барием и стронцием значительно повышает их качество. Особенно высокие и стабильные результаты получают при обработке стали стронцием и барием. В стали и чугуне понижается концентрация серы, а в некоторых случаях и фосфора, изменяется структура, повышается ударная вязкость, в том числе при пониженных температурах. Однако лигатуры с кальцием, магнием и особенно с барием и стронцием очень дефицитны. Это связано с тем, что производство подобных лигатур энергоемко, связано со значительными потерями легирующего, а их производство сопровождается большим количеством вредных выбросов. Deoxidation and modification of steel and cast iron with alkaline-earth metals: magnesium, calcium, barium and strontium significantly improves their quality. Particularly high and stable results are obtained when processing steel with strontium and barium. In steel and cast iron, the sulfur concentration decreases, and in some cases phosphorus, the structure changes, the toughness increases, including at low temperatures. However, ligatures with calcium, magnesium, and especially with barium and strontium are very scarce. This is due to the fact that the production of such ligatures is energy-intensive, associated with significant losses of alloying, and their production is accompanied by a large number of harmful emissions.

Известна шихта для производства лигатур с барием и стронцием углетермическим процессом. Шихта для этого состоит из барита (BaSO4) и целестинового (SrSO4) концентрата, кварцита, железной стружки и восстановителя при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Сульфитная руда (BaSO4, SrSO4) 1,0-1,5 Кварцит 2,0-2,5
Углеродистый вос- становитель 1,2-2,0 Стружка стальная 0,1-0,5
Однако для проплавления подобной шихты требуется очень большой расход электроэнергии, а в отходящих газах содержится 4-8% SO2 или SO3, что вызывает осложнения при плавке.
Known mixture for the production of master alloys with barium and strontium carbon-thermal process. The mixture for this consists of barite (BaSO 4 ) and celestine (SrSO 4 ) concentrate, quartzite, iron chips and a reducing agent in the following ratio of components, parts by weight:
Sulphite ore (BaSO 4 , SrSO 4) 1.0-1.5 Quartzite 2.0-2.5
Carbon Reducer 1.2-2.0 Steel Shavings 0.1-0.5
However, to melt such a charge, a very high power consumption is required, and the exhaust gases contain 4-8% SO 2 or SO 3 , which causes complications during melting.

Наиболее близкой к заявляемой является шихта для металлотермического получения лигатур с барием, которая содержит, мас.%:
Барийсодержащая руда (BaSO4) 23,2-60,5 Алюминий первичный 30-31,0
Флюсы (СаF2, CaO порошок) 7,7-46,5
Из такой шихты внепечной плавкой возможно получение лигатуры с содержанием 21-49% Ва и 50-59% Аl при извлечении бария 30,5-42%.
Closest to the claimed is a mixture for metallothermal production of ligatures with barium, which contains, wt.%:
Barium ore (BaSO 4 ) 23.2-60.5 Primary aluminum 30-31.0
Fluxes (CaF 2 , CaO powder) 7.7-46.5
From such a mixture with out-of-furnace melting it is possible to obtain a ligature with a content of 21-49% Ba and 50-59% Al with barium recovery of 30.5-42%.

Однако для получения лигатуры в такую шихту вынуждены вводить получаемые искусственно путем химической переработки природного сырья техническую перекись бария (87% ВаO2, 10% ВаO) или азотнокислый барий Ва(NO3)2. Использование в такой шихте богатого баритового (BaSO4) концентрата сопровождается очень большими потерями бария (извлечение < 5%), а расход на восстановления 1 кг бария алюминия превышает 100 кг.However, in order to obtain a ligature, they are forced to introduce technical barium peroxide (87% BaO 2 , 10% BaO) or barium nitrate Ba (NO 3 ) 2 obtained artificially by chemical processing of natural raw materials. The use of rich barite (BaSO 4 ) concentrate in such a mixture is accompanied by very large losses of barium (recovery <5%), and the consumption for reduction of 1 kg of aluminum barium exceeds 100 kg.

Целью изобретения является уменьшение затрат на сырье для получения лигатуры с барием и стронцием, а также создание условий для прямого легирования стали барийстронциевой лигатурой. The aim of the invention is to reduce the cost of raw materials for obtaining a master alloy with barium and strontium, as well as the creation of conditions for direct alloying of steel with a barium-strontium alloy.

Поставленные цели достигаются тем, что в шихту в качестве восстановителя вводится смесь порошка алюминия и 65%-ного ферросилиция и порошкообразные продукты обжига витеритстроцианита, а смесь перед введением в сталь брикетируется при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Продукт обжига витеритстро- нцианита 53-55 Порошок алюминия 8-12 Порошок ФС 65 29-32 Плавиковый шпат 2-3 Связующее 2-4
Обжиг витеритстронцианита производится при Т 1200-1250 К. В результате полностью разлагаются карбонаты кальция, а карбонаты стронция и бария полностью сохраняются. Поэтому восстановление бария и стронция алюминием и отчасти кремнием, растворяющимся с алюминии начинается при Т 1000 К и происходит по экзотермическим реакциям
BaCO3 + 2 Alж = Baж + Al2O3 + C
Δ H298 о = -467,7 кДж (1)
SrCO3 + 2Alж = Srж + Al2O3 + C
Δ Н298 о = -440,7 кДж (2), а продукты реакций (1) и (2) растворяются в ферросилиции (барий и стронций) или ошлаковываются известью и частично ВаO и SrO. Образующиеся при этом шлаки СаO-BaO-SrO-Al2O3-SiO2-CaF2 легкоплавки. Поэтому вводить в шихту дорогую перекись ВаO2 не требуется.
The goals are achieved by the fact that a mixture of aluminum powder and 65% ferrosilicon and powdered products of firing of Witeritstrocyanite are introduced into the mixture as a reducing agent, and the mixture is briquetted before introduction into steel in the following ratios of components, wt.%:
The firing product of Witeritstrocyanite 53-55 Aluminum powder 8-12 Powder FS 65 29-32 Fluorspar 2-3 Binder 2-4
Firing of Witeritstrontianite is carried out at T 1200-1250 K. As a result, calcium carbonates are completely decomposed, and strontium and barium carbonates are completely preserved. Therefore, the reduction of barium and strontium by aluminum and partly by silicon dissolving with aluminum begins at T 1000 K and proceeds by exothermic reactions
BaCO 3 + 2 Al W = Ba W + Al 2 O 3 + C
Δ H 298 about = -467.7 kJ (1)
SrCO 3 + 2Al W = Sr W + Al 2 O 3 + C
Δ Н 298 о = -440.7 kJ (2), and the products of reactions (1) and (2) are dissolved in ferrosilicon (barium and strontium) or are slagged with lime and partially BaO and SrO. The resulting slag CaO-BaO-SrO-Al 2 O 3 -SiO 2 -CaF 2 low-melting. Therefore, it is not necessary to introduce expensive BaO 2 peroxide into the charge.

В результате всего этого на 1 кг брикетов выделяется 275-500 кал тепла, что в совокупности с легкоплавкостью шлаков обеспечивает как высокую скорость и полноту восстановления бария и стронция, быстрое и полное отделение восстановленного металла от шлака, так и при рациональном соотношении составляющих шихты минимальные потери продуктов восстановления. Все это позволяет присаживать брикеты на голое зеркало металла во время выпуска его из печи в ковш, т.е. получать сплав бария и стронция с кремнием и железом непосредственно при плавке стали. Использование в качестве восстановителя смесь порошков алюминия и ферросилиция с одной стороны обеспечивает высокую термичность процесса (за счет восстановления алюминием), а с другой, связывание Ва и Sr в химически прочные силициды ВаSi2 и SrSi2. С другой стороны использование алюминия и феppосилиция в виде порошка ускоряет процесс, уменьшает угар, повышая полезное использование алюминия до 95%, а кремния до 85-90% . Значительному ускорению процесса способствует и введение в брикет плавикового шпата. Наконец, обжин витеритстронциевого концентрата уменьшает угар алюминия и делает его расход минимальным.As a result of all this, 275-500 calories of heat are released per 1 kg of briquettes, which, together with the fusibility of slags, provides both high speed and completeness of barium and strontium recovery, quick and complete separation of the reduced metal from slag, and with a rational ratio of the constituents of the charge, minimal losses recovery products. All this allows briquettes to sit on a bare metal mirror while it is being released from the furnace into the bucket, i.e. to obtain an alloy of barium and strontium with silicon and iron directly during steel melting. Using a mixture of aluminum and ferrosilicon powders as a reducing agent, on the one hand, provides a high thermal process (due to aluminum reduction), and, on the other hand, the binding of Ba and Sr to chemically strong silicides BaSi 2 and SrSi 2 . On the other hand, the use of aluminum and fessosilicon in the form of a powder accelerates the process, reduces waste, increasing the useful use of aluminum to 95%, and silicon to 85-90%. A significant acceleration of the process is facilitated by the introduction of fluorspar into the briquette. Finally, the burning of Witeritstrontium concentrate reduces aluminum waste and makes its consumption minimal.

При меньшем, чем 53% , расходе продуктов обжига витеритстронцианита, меньшем, чем 29%, расходе порошка ФС 65 и наоборот большем, чем 12%, расходе алюминиевого порошка термичность процесса становится излишне высокой. Это приводит к повышенным потерям восстановительных элементов, особенно легкокипящих кальция и стронция. Наоборот при большем чем 55% расходе продуктов обжига витеритстронцианита и большем чем 32% порошка ФС 65 (и меньшем, чем 8% , расходе алюминия) термичность становится излишне низкой. В результате этого также растут потери, так как продукты восстановления плохо разделяются. Вместо ФС 65 в брикет может вводиться и более дорогой сплав ФС 75. With less than 53%, consumption of products of firing of Witeritstrontianite, less than 29%, consumption of powder FS 65 and vice versa, more than 12%, consumption of aluminum powder, the thermal process becomes excessively high. This leads to increased losses of reducing elements, especially low boiling calcium and strontium. Conversely, with a greater than 55% consumption of Witeritstrontianite firing products and more than 32% FS 65 powder (and less than 8% aluminum consumption), the thermality becomes excessively low. Losses also increase as a result of this, since recovery products are poorly separated. Instead of FS 65, the more expensive FS 75 alloy can also be introduced into the briquette.

В качестве связующего можно применять смолопек, легкоплавкие оксиды, например В2O3, а в некоторых случаях и жидкое стекло. Однако в последнем случае требуется сушка и прокаливание брикетов при t

Figure 00000001
300-350оС.As a binder, resin resin, low-melting oxides, for example B 2 O 3 , and in some cases, liquid glass, can be used. However, in the latter case, drying and calcination of briquettes at t
Figure 00000001
300-350 about C.

П р и м е р. Витеритстронцианитовый концентрат обожгли при Т

Figure 00000002
1250К, размололи в порошок, после чего смешали с порошком алюминия и 65% ферросилиция и с добавкой в смесь мелочи плавикового шпата и 2-4% связующего, после чего смесь сбрикетировали в виде таблетки диаметром 6-8 см и толщиной 2-3 см на прессе с усилием
Figure 00000003
10 т. Брикеты различного состава загружали в печь нагретую до 1550-1600оС. Уже во время нагрева в брикете началась экзотермическая реакция, которая завершилась в течение 25-30 с. После 5-минутной выдержки продукты плавки отделили друг от друга, взвесили и направили на химический анализ опытов. В таблице представлены результаты.PRI me R. Witeritstrontianite concentrate was burned at T
Figure 00000002
1250K, ground into a powder, then mixed with aluminum powder and 65% ferrosilicon and with the addition of finespar and 2-4% binder into the mixture, after which the mixture was briquetted in the form of a tablet with a diameter of 6-8 cm and a thickness of 2-3 cm on press with effort
Figure 00000003
10 m. Briquettes of varying composition were charged into an oven heated to 1550-1600 ° C Already during heating in briquette exothermic reaction started which was completed within 25-30 s. After 5 minutes exposure, the smelting products were separated from each other, weighed and sent for chemical analysis of the experiments. The table shows the results.

Как видно из приведенных данных предлагаемые брикеты могут быть использованы для обработки стали барием и стронцием вместо дефицитной комплексной лигатуры Ва-Sr-Ca-Si-Fe. Расход алюминия при этом уменьшается в 1,5-2,0 раза. Расход электроэнергии на 1 т Fe-Si-Ca-Ba карботермическим процессом составляет 15-20 тыс.кВтч. Расход электроэнергии на производство порошка алюминия (234 кг) и ферросилиция ФС 65 (720 кг) составляет 9 тыс.кВтч. Таким образом сквозной расход энергии на обработку стали и чугуна лигатуры со ЩЗМ сократится примерно в 1,6-2,0 раза. As can be seen from the above data, the proposed briquettes can be used for the treatment of steel with barium and strontium instead of a deficient complex alloy Ba-Sr-Ca-Si-Fe. In this case, aluminum consumption is reduced by 1.5-2.0 times. The energy consumption per 1 ton of Fe-Si-Ca-Ba carbothermal process is 15-20 thousand kWh. Electricity consumption for the production of aluminum powder (234 kg) and FS 65 ferrosilicon (720 kg) is 9 thousand kWh. Thus, the end-to-end energy consumption for processing steel and cast iron of the ligature with ЩЗМ will be reduced approximately 1.6-2.0 times.

Применение предлагаемой смеси позволяет получить следующие преимущества:
уменьшить затраты на раскисление и модифицирование чугуна и стали ЩЗМ;
расширить возможность обработки стали ЩЗМ, так как для этого производство сплавов с Ва, Sr не требуется;
практически ликвидировать пироэффекты и дымовыделения в атмосферу цеха при модифицировании стали, так как образующаяся лигатура контактирует со сталью, а от воздуха изолирована.
The use of the proposed mixture allows to obtain the following advantages:
reduce the costs of deoxidation and modification of cast iron and steel ShchZM;
to expand the possibility of machining SHCHZM steel, since for this the production of alloys with Ba, Sr is not required;
practically eliminate pyroeffects and smoke emissions into the atmosphere of the workshop during steel modification, since the resulting ligature is in contact with steel and isolated from air.

Claims (1)

БРИКЕТ ДЛЯ РАСКИСЛЕНИЯ И МОДИФИЦИРОВАНИЯ СТАЛИ И ЧУГУНА, включающий барийсодержащий материал, порошок алюминия и плавиковый шпат, отличающийся тем, что он содержит в качестве барийсодержащего материала витеритстронцианитовый концентрат, обожженый при 1200 - 1250К и 65%-ный ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт обжига витеритстронцианитового концентрата 53 - 55
Порошок алюминия 7 - 12
Порошок 65%-ного ферросилиция 29 - 32
Плавиковый шпат 2 - 3
Связующее 2 - 4
BRIQUET FOR DIVINING AND MODIFICATION OF STEEL AND CAST IRON, including barium-containing material, aluminum powder and fluorspar, characterized in that it contains witerite-strontianite concentrate, calcined at 1200 - 1250K and 65% ferrosilicon, as follows, in the following. %:
The firing product of Witeritstrontianite concentrate 53 - 55
Aluminum Powder 7 - 12
65% Ferrosilicon Powder 29 - 32
Fluorspar 2 - 3
Binder 2 - 4
SU5062018 1992-09-10 1992-09-10 Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron RU2023044C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5062018 RU2023044C1 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5062018 RU2023044C1 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2023044C1 true RU2023044C1 (en) 1994-11-15

Family

ID=21613207

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5062018 RU2023044C1 (en) 1992-09-10 1992-09-10 Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2023044C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124566C1 (en) * 1997-12-10 1999-01-10 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Briquetted mixture for inoculation of gray iron
RU2215811C1 (en) * 2002-06-17 2003-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Радуга" Modifier (options)
RU2245390C1 (en) * 2003-06-19 2005-01-27 ООО "Сорби стил" Material for steel refining
WO2007055609A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-18 Dynin, Anton Yakovlevich Mixture for refining and modifying steel or cast-iron
WO2008007994A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Anton Yakovlevich Dynin Mix material for producing an alloy

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Алюминотермия. М.: Металлургия. 1978, с.388-389. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2124566C1 (en) * 1997-12-10 1999-01-10 Открытое акционерное общество "КАМАЗ" Briquetted mixture for inoculation of gray iron
RU2215811C1 (en) * 2002-06-17 2003-11-10 Общество с ограниченной ответственностью Предприятие "Радуга" Modifier (options)
RU2245390C1 (en) * 2003-06-19 2005-01-27 ООО "Сорби стил" Material for steel refining
WO2007055609A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-18 Dynin, Anton Yakovlevich Mixture for refining and modifying steel or cast-iron
EA012637B1 (en) * 2005-11-08 2009-12-30 Общество С Ограниченной Ответственностью «Промышленная Компания "Новые Перспективные Продукты"» Mixture for refining and modifying steel and cast iron
WO2008007994A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Anton Yakovlevich Dynin Mix material for producing an alloy
EA014441B1 (en) * 2006-07-14 2010-12-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Промышленная Компания "Новые Перспективные Продукты" Mix material for producing an alloy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2001117482A (en) METHOD FOR PRODUCING IRON GRANULES
RU2023044C1 (en) Briquet for deoxidation and modification of steel and cast iron
US4543122A (en) Magnesium production
JP2007517137A (en) Steel desulfurization agent and its use in steel desulfurization
RU2166556C1 (en) Method of ferrovanadium smelting
RU2086675C1 (en) Method of manufacturing briquets for directly alloying steel with manganese
RU2206628C2 (en) Charge for production of nitrogen-containing master alloys on base of refractory metals
RU2244017C2 (en) Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same
RU2127767C1 (en) Method of lime preparation for steel melting in converter
RU2307177C1 (en) Pellets producing method for direct alloying of steel with manganese
SU1406196A1 (en) Method of producing blister copper
RU2104318C1 (en) Method of copper recovery from production wastes
RU2060287C1 (en) Mixture for rotary kiln processing of zinc-containing materials
SU551899A1 (en) Slag forming mix
RU2090625C1 (en) Briquette for direct alloying of steel
JPH1025155A (en) Production of alumina substrate according to sintering or melting method
SU1325087A1 (en) Slag-forming composition for refining metals
SU1520129A1 (en) Charge for melting high carbon ferromanganese
SU1627568A1 (en) Method for producing liquid refining slag and slag-metal alloying composition
SU1273400A1 (en) Method of smelting silicomanganese
SU624934A1 (en) Method of off-furnace desulphurization of steel
SU1752811A1 (en) Charge for ferrovanadium preparation
SU949011A1 (en) Method for preparing modif ying agent
SU771168A1 (en) Exothermal briquet
RU2030476C1 (en) Charge for production of aluminium-silicon alloys