RU2113503C1 - Method for production of melting stock - Google Patents
Method for production of melting stock Download PDFInfo
- Publication number
- RU2113503C1 RU2113503C1 RU96106100/02A RU96106100A RU2113503C1 RU 2113503 C1 RU2113503 C1 RU 2113503C1 RU 96106100/02 A RU96106100/02 A RU 96106100/02A RU 96106100 A RU96106100 A RU 96106100A RU 2113503 C1 RU2113503 C1 RU 2113503C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- pigs
- heated
- ingots
- iron
- Prior art date
Links
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
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the production of steel.
Известен способ производства стали в дуговой печи, в котором используется шихтовая заготовка, получаемая на разливочной машине чугуна путем засыпки в мульды-изложницы рудно-угольных окатышей с последующей заливкой их передельным чугуном, охлаждением полученной заготовки на машине с последующей загрузкой холодной заготовки в дуговую сталеплавильную печь, где шихтовая заготовка нагревается за счет сжигания природного газа до 900-1150oC и окислы железа окатышей восстанавливаются на 20-25% углеродом, закатанным в окатыши. Количество шихтовой заготовки в металлошихте 1-5 т/т скрапа. Содержание углерода в шихтовой заготовке 3,0-3,5% при использовании рудных окатышей, а при использовании рудно-угольных окатышей будет значительно больше. Здесь необходимо отметить, что упрочение рудно-угольных окатышей связано со значительными трудностями, так как окислительный обжиг сырых окатышей для этого непригоден. При большем расходе шихтовой заготовки (3-5 т/т скрапа) содержание углерода в ванне ДСП по расплавлению даже при использовании рудных окатышей превосходит 1,2-1,3%, что приводит к увеличению длительности плавки, особенно при выплавке мало- и среднеуглеродистых марок стали, сокращению производительности сталеплавильного агрегата, увеличению расхода электроэнергии и, в конечном итоге, к удорожанию стали. Увеличение содержания окатышей (оксидов железа) в шихтовой заготовке сверх 25-30% приводит к их выпаданию (осыпанию) из состава заготовки из-за недостаточности в этом случае количества чугуна, который уже не способен сформировать прочную заготовку и связать в единую массу увеличенное количество окатышей, окатыши выпадают из состава заготовки, то есть увеличить количество оксидов железа в шихтовой заготовке сверх 20-25% оказывается невозможным.A known method of producing steel in an arc furnace, which uses a billet obtained by casting a cast iron machine by filling in mold molds of ore-coal pellets, followed by pouring them with pig iron, cooling the billet on a machine, followed by loading a cold billet into an arc steel furnace where the billet charge is heated by burning natural gas to 900-1150 o C and iron oxides of the pellets are reduced by 20-25% with carbon rolled into pellets. The amount of charge stock in the metal charge is 1-5 t / t scrap. The carbon content in the charge stock is 3.0-3.5% when using ore pellets, and when using ore-coal pellets will be much larger. It should be noted that the strengthening of ore-coal pellets is associated with significant difficulties, since the oxidative roasting of raw pellets is unsuitable for this. With a greater consumption of charge stock (3-5 t / t scrap), the carbon content in the bath of the chipboard for melting even when using ore pellets exceeds 1.2-1.3%, which leads to an increase in the duration of smelting, especially when smelting low- and medium-carbon grades of steel, reducing the productivity of the steelmaking unit, increasing energy consumption and, ultimately, to higher prices for steel. An increase in the content of pellets (iron oxides) in the charge stock over 25-30% leads to their precipitation (shedding) from the composition of the workpiece due to the insufficient quantity of cast iron in this case, which is no longer able to form a strong workpiece and bind the increased amount of pellets into a single mass , the pellets fall out of the composition of the workpiece, that is, it is impossible to increase the amount of iron oxides in the charge stock in excess of 20-25%.
Технической задачей настоящего изобретения является такая организация технологии производства шихтовой заготовки, при которой углерод, содержащийся в ней, расходуется на восстановление оксидов железа окатышей заготовки в процессе остывания заготовки на разливочной машине до 700-750oC, дальнейшего нагрева до 950-1100oC и выдержки при этих температурах. Такая организация производства шихтовой заготовки позволит иметь в заготовке высокую ступень металлизации железа окатышей и требуемое содержание углерода в сталеплавильной ванне по расплавлению металлошихты. Это, в свою очередь, позволит увеличить расход шихтовой заготовки в стальшихте вплоть до 100% ( в зависимости от выплавляемой марки стали) и иметь по расплавлению металлошихты заданное содержание углерода в металлической ванне за счет расходования его на восстановление оксидов железа.The technical task of the present invention is such an organization of the production technology of the billet billet, in which the carbon contained in it is spent on the reduction of iron oxides of the pellets of the billet in the process of cooling the billet on a filling machine to 700-750 o C, further heating to 950-1100 o C and exposure at these temperatures. Such an organization of the production of a charge billet will make it possible to have a high degree of metallization of iron pellets in the billet and the required carbon content in the steelmaking bath for melting the metal charge. This, in turn, will make it possible to increase the charge of a billet stock in a steel mill up to 100% (depending on the steel grade smelted) and to have a predetermined carbon content in the metal bath by melting the metal charge by spending it on reducing iron oxides.
Технический результат достигается способом получения шихтовой заготовки для сталеплавильного производства на разливочной машине чугуна, включающим ввод твердого окислителя (окисленных железорудных окатышей) и жидкого железоуглеродистого сплава (чугуна) в мульды разливочной машины, их смешивание, выдержку, естественное охлаждение, извлечение чушек шихтовой заготовки из мульд с температурой 700-750oC, отличающимся тем, что чушки шихтовой заготовки затем дополнительно нагревают до 950-1100oC вне сталеплавильной печи и выдерживают при этих температурах в течение 0,3-6,0 ч.The technical result is achieved by a method of producing a charge billet for steelmaking on a casting iron casting machine, including introducing a solid oxidizing agent (oxidized iron ore pellets) and liquid iron-carbon alloy (cast iron) into the casting machine’s molds, mixing, holding, free cooling, and removing the ingot stocks from the molds with a temperature of 700-750 o C, characterized in that the ingot billet billets are then additionally heated to 950-1100 o C outside the steelmaking furnace and maintained at these temperatures for 0.3-6.0 hours
До настоящего времени охлаждение чушек на последних 2/3 длины разливочной машины осуществлялось водой из брызгал до температуры порядка 180-200oC. Если не делать этого, то есть не поливать чушки заготовки водой, а охлаждать их на воздухе, то в силу того, что теплоемкость воздуха более, чем в четыре раза меньше теплоемкости воды, температура чушек при сходе с разливочной машины, что установлено опытным путем, составит порядка 700-750oC. С этой температурой чушки шихтовой заготовки подаются в печь-термос, где они перед загрузкой в сталеплавильную печь нагреваются до 950oC и выдерживаются при этой температуре от 0,3 до 4,5 ч. Продолжительность выдержки заготовки при указанной температуре зависит от требуемой степени металлизации оксидов железа окатышей заготовки и остаточного углерода в ней после выдержки. При выдержке менее 0,3 ч, как показали исследования, процесс восстановления оксидов железа за счет твердого углерода заготовки не успевает развиться в заметной степени и не имеет практического значения.Until now, the ingots were cooled in the last 2/3 of the length of the filling machine by spraying water to a temperature of about 180-200 o C. If you do not do this, that is, do not water the ingots of the workpiece with water, but cool them in air, then that the heat capacity of the air is more than four times less than the heat capacity of the water, the temperature of the ingots when leaving the casting machine, which is established experimentally, will be about 700-750 o C. With this temperature, the ingot stocks are fed into a thermos furnace, where they are loaded before in the steelmaking furnace l heated to 950 o C and maintained at this temperature from 0.3 to 4.5 hours. The exposure time of the workpiece at the specified temperature depends on the required degree of metallization of iron oxides of the pellets of the workpiece and the residual carbon in it after exposure. With a shutter speed of less than 0.3 hours, studies have shown that the process of reducing iron oxides due to solid carbon preforms does not have time to develop to a significant degree and does not have practical value.
Выдержка при температуре 950oC более 4,5 ч также не приводит к заметному увеличению степени восстановления оксидов железа заготовки, так как процесс после выдержки в течение 3,0-3,5 ч лимитируется уже количеством тепловой энергии, подводимой в зону реакции, а не временем выдержки. Для увеличения скорости восстановления оксидов железа требуется дополнительный подвод тепловой энергии в зону реакции в большей мере, чем увеличение времени выдержки.Exposure at a temperature of 950 o C for more than 4.5 hours also does not lead to a noticeable increase in the degree of reduction of iron oxides of the workpiece, since the process after exposure for 3.0-3.5 hours is already limited by the amount of thermal energy supplied to the reaction zone, and not aging time. To increase the rate of reduction of iron oxides, an additional supply of thermal energy to the reaction zone is required to a greater extent than increasing the exposure time.
После выдержки в течение указанного времени при 950oC чушки шихтовой заготовки (при необходимости иметь в металле после расплавления очень низкое содержание углерода) нагревают до 1100oC и выдерживают при этой температуре в течение от 0,2 до 1,5 ч. Выдержка шихтовой заготовки при 1100oC менее 0,2 ч также ничего не дает с точки зрения заметного увеличения степени восстановления оксидов железа.After holding for a specified time at 950 o C, the ingots of the charge stock (if it is necessary to have a very low carbon content in the metal after melting) are heated to 1100 o C and held at this temperature for 0.2 to 1.5 hours. preforms at 1100 o C less than 0.2 h also gives nothing in terms of a marked increase in the degree of reduction of iron oxides.
За время выдержки заготовки в течение 1,0-1,5 ч при температуре 1100oC процесс восстановления успевает завершиться настолько, насколько это позволяет содержание углерода в заготовке. Как показали опыты, за 1,0-1,5 ч при указанной температуре остаточный после выдержки при 950oC углерод заготовки успевает почти полностью израсходоваться и восстановление оксидов железа заготовки практически прекращается. Причем выдержка чушек при указанных температурах производится в слабоокислительной или, в крайнем случае, в нейтральной атмосфере. Создание восстановительной атмосферы в печи, где осуществляется выдержка заготовки при заданной температуре, значительно повысит стоимость заготовки, а также снизит скорость выгорания углерода в ней. Поэтому выдержку заготовки производят в слабоокислительной или (при выплавке высокоуглеродистых марок стали) в нейтральной атмосфере. В этом случае выгорание углерода заготовки происходит почти исключительно за счет кислорода оксидов железа заготовки и определяется температурными условиями и временем выдержки и лишь незначительная часть углерода прореагирует с окислителями печной атмосферы. Печная атмосфера создается сжиганием горючего газа (природного, коксового, доменного или их смеси), твердого иди жидкого топлива с коэффициентом избытка воздуха, равным 1,10-1,25.During the exposure of the workpiece for 1.0-1.5 hours at a temperature of 1100 o C, the recovery process manages to complete as much as the carbon content in the workpiece allows. As experiments have shown, for 1.0-1.5 hours at the indicated temperature, the carbon of the billet remaining after soaking at 950 o C has almost completely consumed and the reduction of the iron oxides of the billet practically ceases. Moreover, the exposure of ingots at the indicated temperatures is carried out in a slightly oxidizing or, in extreme cases, in a neutral atmosphere. Creating a reducing atmosphere in the furnace, where the workpiece is held at a given temperature, will significantly increase the cost of the workpiece, as well as reduce the carbon burn rate in it. Therefore, the billet is aged in a slightly oxidizing or (in the smelting of high-carbon steel grades) in a neutral atmosphere. In this case, the carbon burn-out of the billet occurs almost exclusively due to the oxygen of the iron oxides of the billet and is determined by the temperature conditions and the exposure time, and only a small fraction of the carbon will react with the oxidizing agents in the furnace atmosphere. The furnace atmosphere is created by burning combustible gas (natural, coke oven, blast furnace gas or a mixture thereof), solid or liquid fuels with an excess air coefficient of 1.10-1.25.
Пример конкретного выполнения. Обожженные окисленные железорудные окатыши с температурой окружающей среды загружают в мульды-изложницы разливочной машины с коэффициентом заполнения объема мульд, равным 97=99%, и заливают расплавленным чугуном из чугуновозного ковша с температурой 1300-1350oC. При этом чугун заполняет пустоты между окатышами и скрепляет их при застывании в единую массу, имеющую форму мульд-изложниц. Во время непрерывного движения конвейера мульд-изложниц к разгрузочному концу со скоростью 9-14 м/мин чушки шихтовой заготовки охлаждаются в атмосфере помещения через стенки мульды-изложныцы и за счет соприкосновения открытой поверхности чушек с окружающей средой.An example of a specific implementation. Calcined oxidized iron ore pellets with ambient temperature are loaded into mold molds of a casting machine with a fill volume factor of 97 = 99% and filled with molten cast iron from an iron ladle with a temperature of 1300-1350 o C. In this case, cast iron fills the voids between the pellets and fastens them when solidifying into a single mass, having the form of mold molds. During continuous movement of the mold mold conveyor to the discharge end at a speed of 9-14 m / min, the ingot stock ingots are cooled in the room atmosphere through the mold mold walls and due to the contact of the open surface of the ingots with the environment.
Получение чушки шихтовой заготовки с температурой 700-750oC сбрасывают с машины в печь-термос, где их нагревают до 950oC и выдерживают при этой температуре в течение от 0,3 до 4,5 ч, далее, при необходимости иметь в ванне низкое содержание углерода чушки нагревают до 950-1100oC и выдерживают от 0,2 до 1,5 ч и затем при этой температуре загружают в сталеплавильную печь.Obtaining ingots of a charge stock with a temperature of 700-750 o C is dumped from the machine into a thermos furnace, where they are heated to 950 o C and kept at this temperature for 0.3 to 4.5 hours, then, if necessary, in the bath low carbon content ingots are heated to 950-1100 o C and incubated for 0.2 to 1.5 hours and then loaded at this temperature in a steel furnace.
Изменение содержания углерода по расплавлению металлошихты, содержащей 40% шихтовой заготовки, в зависимости от времени выдержки заготовки при 950 и 1100oC показано в таблице.The change in carbon content by melting a metal charge containing 40% of the charge stock, depending on the exposure time of the workpiece at 950 and 1100 o C shown in the table.
Известно, что 3/4 энергии [РЖ, 1993, 1B286], расходуемой на выплавку стали, затрачивается на нагрев расплава до температуры разливки металла в слитки и на проведение технологических операций (окисление примесей, удаление фосфора и серы, легирование и др.). Причем расходуемая энергия на выплавку стали имеет высокое качество (электроэнергия). Например, на нагрев 1 т шихтовой заготовки до 1000oC необходимо затратить (при 100-процентном усвоении тепловой энергии) 175000 ккал или 203 кВт•ч.It is known that 3/4 of the energy [RZH, 1993, 1B286] spent on steel smelting is spent on heating the melt to the temperature of casting the metal into ingots and on technological operations (oxidation of impurities, removal of phosphorus and sulfur, alloying, etc.). Moreover, the energy consumed for steelmaking is of high quality (electricity). For example, for heating 1 ton of a billet to 1000 o C, it is necessary to spend (with 100% assimilation of thermal energy) 175000 kcal or 203 kW • h.
По предлагаемому изобретению нагрев заготовки до 700-750oC осуществляется за счет тепла расплавленного чугуна, обычно безвозвратно теряемого при разливке его в чушки. Более того, чтобы охладить чушки чугуна до температуры окружающей среды, затрачивается вода и электроэнергия на ее подачу и разбрызгивание.According to the invention, the preform is heated to 700-750 o C due to the heat of molten iron, which is usually irretrievably lost when casting it into ingots. Moreover, in order to cool pig iron pigs to ambient temperature, water and electricity are expended for its supply and spraying.
Нагрев заготовки от 700-750oC до 950-1100oC осуществляется за счет сжигания низкокачественного топлива, например подмосковного каменного угля, доменного газа или смеси коксового и доменного газов, являющихся отходами металлургического производства. При загрузке в сталеплавильный агрегат горячей заготовки с температурой 950-1100oC экономия электроэнергии при работе на 100% заготовки в шихте составит не менее 200 кВт•ч. на тонну стали.The preform is heated from 700-750 o C to 950-1100 o C by burning low-quality fuels, for example, coal near Moscow, blast furnace gas or a mixture of coke oven and blast furnace gas, which are waste products of metallurgical production. When loading a hot billet with a temperature of 950-1100 o C into the steelmaking unit, the energy savings when working at 100% of the billet in the charge will be at least 200 kW • h. per ton of steel.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106100/02A RU2113503C1 (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Method for production of melting stock |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU96106100/02A RU2113503C1 (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Method for production of melting stock |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2113503C1 true RU2113503C1 (en) | 1998-06-20 |
| RU96106100A RU96106100A (en) | 1998-07-20 |
Family
ID=20178642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU96106100/02A RU2113503C1 (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Method for production of melting stock |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2113503C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554144A (en) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 四川川投峨眉铁合金(集团)有限责任公司 | Tiled butting type ingot mold and casting method thereof |
-
1996
- 1996-03-28 RU RU96106100/02A patent/RU2113503C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102554144A (en) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 四川川投峨眉铁合金(集团)有限责任公司 | Tiled butting type ingot mold and casting method thereof |
| CN102554144B (en) * | 2012-03-07 | 2013-11-13 | 四川川投峨眉铁合金(集团)有限责任公司 | Tiled butting type ingot mold and casting method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107267854B (en) | The smelting process and product of a kind of high carbon ferro-chrome | |
| CN114540568B (en) | Smelting method for improving scrap steel ratio | |
| US4528035A (en) | Composition and process to create foaming slag cover for molten steel | |
| US5817164A (en) | Method and apparatus for making feedstock for steel making | |
| RU2113503C1 (en) | Method for production of melting stock | |
| RU2092573C1 (en) | Charge preparation for metallurgical refining process | |
| US3172758A (en) | Oxygen process for producing high | |
| RU2201970C2 (en) | Method of making steel in high-power electric arc furnaces | |
| JP4097010B2 (en) | Molten steel manufacturing method | |
| RU2092572C1 (en) | Steel production method and line | |
| RU2145356C1 (en) | Method of converter melting with use of prereduced materials | |
| SU1250582A1 (en) | Method of steel melting in multiple-bath electric furnace | |
| US4023962A (en) | Process for regenerating or producing steel from steel scrap or reduced iron | |
| RU2075515C1 (en) | Method of steel melting | |
| JP4112989B2 (en) | Operation method of heating storage furnace | |
| RU2075514C1 (en) | Method of steel melting in arc furnace | |
| RU2049119C1 (en) | Method for making high-grade steel in electric arc furnace | |
| Ho et al. | Energy audit of a steel mill | |
| JP2843604B2 (en) | Production method of molten iron by combined smelting reduction and scrap melting method | |
| US4021232A (en) | Cast iron melting process | |
| US1992999A (en) | Process of making iron | |
| US4150979A (en) | Method of continuous production of nodular cast iron | |
| RU2194772C2 (en) | Method of steel melting | |
| JP4781812B2 (en) | Converter steelmaking method | |
| RU2094481C1 (en) | Method of smelting steel in arc furnaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060329 |