RU2152440C1

RU2152440C1 - Pig for deoxidation of steel with aluminum

Info

Publication number: RU2152440C1
Application number: RU97122152A
Authority: RU
Inventors: Н.С. Анашкин; С.Н. Хитрых; А.П. Некрасов; Н.А. Козырев; Ю.М. Маматов
Original assignee: Акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1997-12-30
Filing date: 1997-12-30
Publication date: 2000-07-10

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy; steel making processes. SUBSTANCE: pig consists of layer of aluminum and layers of cast-iron. It has steel envelope with aluminum and cast-iron layers enclosed inside it. Aluminum layer is located asymmetrically between layers of cast-iron in center portion of pig. Ratio of aluminum mass to cast-iron mass is equal to 1?1.5-8.5). EFFECT: reduced burning losses of aluminum; improved quality of steel. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и предназначено для использования преимущественно в сталеплавильном производстве при раскислении и легировании стали алюминием. The invention relates to the field of ferrous metallurgy and is intended for use mainly in steelmaking during deoxidation and alloying of steel with aluminum.

Известна выбранная в качестве прототипа чушка для раскисления стали алюминием [1], состоящая из слоя алюминия, утяжеленного слоем чугуна. Существенным недостатком прототипа является то, что при раскислении стали и погружении чушки через шлак значительная часть алюминия окисляется оксидами шлака, усвоение алюминия сталью при этом снижается. Кроме того, при глубинном раскислении сталь первоначально раскисляется алюминием чушки, а затем идет растворение утяжеляющего слоя чугуна и раскисление углеродом, что также ведет к снижению усвоения алюминия сталью. Known as a prototype ingots for deoxidation of steel with aluminum [1], consisting of a layer of aluminum, weighted by a layer of cast iron. A significant disadvantage of the prototype is that when steel is deoxidized and the ingot is immersed through slag, a significant part of the aluminum is oxidized by slag oxides, while aluminum absorption by steel is reduced. In addition, during deep deoxidation, steel is initially deoxidized by ingot aluminum, and then the weighting layer of cast iron is dissolved and deoxidized by carbon, which also leads to a decrease in the absorption of aluminum by steel.

Известны также алюминиевые чушки различной конфигурации [2, 3, 4]. Однако ввиду малой плотности алюминия чушки плавают на поверхности металла, и значительная часть алюминия окисляется кислородом атмосферы и оксидами шлака. Используемая же металлическая арматура плохо удерживает алюминий в глубинных слоях стали, крепление утяжелителей ненадежно, в связи с чем алюминий всплывает в шлак и усвоение алюминия сталью низкое. Aluminum ingots of various configurations are also known [2, 3, 4]. However, due to the low density of aluminum, ingots float on the surface of the metal, and a significant part of the aluminum is oxidized by atmospheric oxygen and slag oxides. The metal reinforcement used does not hold aluminum well in the deep layers of steel, the attachment of weighting materials is unreliable, and therefore aluminum floats into the slag and the absorption of aluminum by steel is low.

Известен также способ получения чушек для раскисления стали алюминием [5] . Однако для его реализации требуется дорогостоящий и дефицитный предварительно произведенный алюминий. Выбранное же соотношение углерода и алюминия способствует насыщению стали углеродом, т.к. избыток углерода, т.е. основная его часть пойдет не на раскисление стали (удаление кислорода), а на растворение и повышение содержания углерода в стали. При выплавке сталей с низким содержанием углерода это невозможно. Кроме того, раскисление посредством данной чушки идет одновременно как углеродом, так и алюминием. Это нерационально, т.е. целесообразнее первоначально снижение содержания кислорода в стали провести за счет окисления углерода, а алюминий, не вступающий в соединение с кислородом, лучше усвоится сталью. There is also a method of producing ingots for deoxidation of steel by aluminum [5]. However, its implementation requires expensive and scarce pre-made aluminum. The selected ratio of carbon and aluminum contributes to the saturation of steel with carbon, because excess carbon, i.e. its main part will go not to deoxidation of steel (oxygen removal), but to dissolution and increase of carbon content in steel. When smelting low carbon steels, this is not possible. In addition, deoxidation by means of this ingot goes simultaneously with both carbon and aluminum. This is irrational, i.e. it is preferable to initially reduce the oxygen content in steel due to the oxidation of carbon, and aluminum, which does not come into contact with oxygen, is better absorbed by steel.

Желаемым техническим результатом предложенного изобретения является снижение угара алюминия и улучшение качества стали. The desired technical result of the proposed invention is to reduce aluminum fumes and improve the quality of steel.

Для достижения этого чушка раскисления стали алюминием выполнена таким образом, что она имеет стальную оболочку, в которую заключены слой алюминия и слои чугуна, при этом слой алюминия асимметрично расположен в средней части чушки между слоями чугуна, а соотношение массы алюминия к массе чугуна в ней равно 1 : (1,5 - 8,5), соответственно. To achieve this, the aluminum deoxidation ingot is made in such a way that it has a steel shell in which an aluminum layer and cast iron layers are enclosed, while the aluminum layer is asymmetrically located in the middle of the ingot between the layers of cast iron, and the ratio of the mass of aluminum to the mass of cast iron in it is 1: (1.5 - 8.5), respectively.

На чертеже изображен общий вид заявляемой чушки. Чушка состоит из металлического контейнера 1, заполненного слоями чугуна 2, и расположенного между ними слоем алюминия 3. Для удобства транспортировки чушка снабжена монтажной скобой. The drawing shows a General view of the inventive ingots. Chushka Spit consists of a metal container 1, filled with layers of cast iron 2, and a layer of aluminum 3 located between them. For ease of transportation, the pig is equipped with a mounting bracket.

Чушки изготовлялись следующим образом. В металлический контейнер, изготовленный из листовой стали, заливали первую порцию чугуна (около 1/3 от общего веса чугуна). Затем проводили либо заливку жидкого алюминия, либо присадку лома алюминия. После присадки (заливки) порции алюминия производили наполнение металлического контейнера оставшимся жидким чугуном. Затем в чугун "вмораживалась" монтажная скоба. Раскисление стали с использованием заявляемых чушек осуществляли при выплавке стали в 420-тонных мартеновских печах. Раскисление чушками проводили вместо алюминия кускового. Ingots were made as follows. The first portion of cast iron (about 1/3 of the total weight of cast iron) was poured into a metal container made of sheet steel. Then spent either pouring liquid aluminum, or an additive scrap aluminum. After the additive (pouring), the portions of aluminum were filled with the remaining molten iron in a metal container. Then the mounting bracket “froze” the cast iron. Deoxidation of steel using the inventive ingots was carried out during steelmaking in 420-ton open-hearth furnaces. Deoxidation by ingots was carried out instead of lump aluminum.

Выбранное соотношение массы алюминия к массе чугуна определяется следующим. При использовании соотношения менее 1 : 1,5 содержание в чушке углерода недостаточно для снижения растворенного в стали кислорода, и остаточный (после раскисления стали углеродом) кислород вступает во взаимодействие с алюминием, увеличивая угар и снижая усвоение последнего. Кроме того, чушка при соотношении менее 1 : 1,5 плохо погружается в сталь, плавает на границе шлак-металл, что приводит к нерациональному использованию алюминия. The selected ratio of the mass of aluminum to the mass of cast iron is determined as follows. When using a ratio of less than 1: 1.5, the carbon content in the ingot is not enough to reduce the oxygen dissolved in the steel, and the residual (after the steel has been deoxidized by carbon) oxygen interacts with aluminum, increasing fumes and reducing the absorption of the latter. In addition, ingots with a ratio of less than 1: 1.5 are poorly immersed in steel, floats at the slag-metal interface, which leads to the irrational use of aluminum.

При соотношении более 1 : 8,5 содержащийся в чушке избыточный углерод растворяется в металле и приводит к значительному повышению содержания углерода в стали. При этом выплавка низкоуглеродистых марок стали становится невозможной. When the ratio is more than 1: 8.5, the excess carbon contained in the ingot is dissolved in the metal and leads to a significant increase in the carbon content in steel. At the same time, the smelting of low-carbon steel grades becomes impossible.

При загрузке чушки в сталеплавильный агрегат она проходит через слой шлака и заглубляется в металл вследствие высокой плотности. При этом слой чугуна надежно защищает алюминий от окисления при контакте-взаимодействии с оксидами шлака. Растворение чушки происходит в глубинных слоях металла, причем асимметрично расположенные слои придают при погружении чушки вращательное движение, что увеличивает скорость ее растворения. Раскисление металла происходит первоначально углеродом, содержащимся в чугуне, затем начинается раскисление алюминием. Образующиеся при раскислении такими чушками алюминаты легко удаляются из стали в шлак, а в связи с комбинированным раскислением углерод-алюминий выплавленная сталь отличалась высокой степенью чистоты по неметаллическим включениям. Комбинированное раскисление привело к стабилизации содержания углерода в стали. When loading ingots into the steelmaking unit, it passes through a slag layer and is buried in the metal due to its high density. In this case, the cast iron layer reliably protects aluminum from oxidation during contact-interaction with slag oxides. Dissolution of the ingot occurs in the deep layers of the metal, and the asymmetrically located layers give a rotational movement when the ingot is immersed, which increases its dissolution rate. The deoxidation of the metal occurs initially with carbon contained in the cast iron, then the deoxidation begins with aluminum. The aluminates formed during deoxidation with such ingots are easily removed from steel to slag, and due to the combined carbon-aluminum deoxidation, the smelted steel was characterized by a high degree of purity with respect to non-metallic inclusions. Combined deoxidation stabilized the carbon content in steel.

Расход алюминия при использовании чушки при выплавке стали составил в среднем 0,08 кг на тонну стали, в то время как при раскислении алюминием 0,16 кг/т. Угар алюминия при присадке в печь заявляемой чушки составил в среднем 30%, при использовании кускового алюминия 71,6%. The consumption of aluminum when using ingots during steelmaking averaged 0.08 kg per ton of steel, while during deoxidation with aluminum 0.16 kg / t. The burnout of aluminum when added to the furnace of the inventive ingots was on average 30%, when using lump aluminum 71.6%.

Источники информации
1. А.с. СССР N 1089147, кл. C 21 C 7/06.Sources of information
1. A.S. USSR N 1089147, cl. C 21 C 7/06.

2. А.с. СССР N 1135770, кл. C 21 C 7/06. 2. A.S. USSR N 1135770, class C 21 C 7/06.

3. А.с. СССР N 1245601, кл. C 21 C 7/06. 3. A.S. USSR N 1245601, class C 21 C 7/06.

4. А.с. СССР N 759170, кл. C 21 C 7/06. 4. A.S. USSR N 759170, class C 21 C 7/06.

5. А.с. СССР N 1382860, кл. C 21 C 7/06. 5. A.S. USSR N 1382860, class C 21 C 7/06.

Claims

A steel ingot for deoxidation of steel with aluminum, consisting of a layer of aluminum and layers of cast iron, characterized in that it has a steel shell in which an aluminum layer and layers of cast iron are enclosed, while the aluminum layer is asymmetrically located in the middle of the ingot between the layers of cast iron, and the aluminum mass ratio the mass of pig iron in it is 1: (1.5 - 8.5), respectively.