RU2114920C1 - Method of steel melting in electric-arc furnace - Google Patents
Method of steel melting in electric-arc furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2114920C1 RU2114920C1 RU97110843/02A RU97110843A RU2114920C1 RU 2114920 C1 RU2114920 C1 RU 2114920C1 RU 97110843/02 A RU97110843/02 A RU 97110843/02A RU 97110843 A RU97110843 A RU 97110843A RU 2114920 C1 RU2114920 C1 RU 2114920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melting
- electric
- iron
- slag
- carbon
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 18
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 29
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 13
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 13
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract 1
- 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 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 abstract 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
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 технологии выплавки стали в электродуговых печах. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the technology of steel smelting in electric arc furnaces.
Основными материалами для производства электростали в электродуговых печах являются стальной лом, легированные отходы, передельный чугун, шлакообразующие, твердые окислители, раскислители и науглероживатели [1]. Чтобы ускорить процессы окисления фосфора, кремния, марганца и избыточного углерода и их удаление в шихте электродуговых печей используют различные твердые окислители и основные шлакообразующие: кусковую железную руду, агломерат, окатыши, известь или известняк [1, c.99]. Для ускорения процесса удаления фосфора и серы в окислительный период плавки необходимо организовать образование высокоосновного жидкоподвижного шлака с повышенным содержанием закиси железа. Наряду с твердым окислителем и основными флюсами для интенсификации процесса шлакообразования применяют плавиковый шпат [1, c.96-120]. The main materials for the production of electric steel in electric arc furnaces are steel scrap, alloyed waste, pig iron, slag-forming, solid oxidizing agents, deoxidizing agents and carburizing agents [1]. To accelerate the oxidation of phosphorus, silicon, manganese and excess carbon and their removal in the charge of electric arc furnaces, various solid oxidizing agents and basic slag-forming materials are used: lumpy iron ore, sinter, pellets, lime or limestone [1, p. 99]. To accelerate the removal of phosphorus and sulfur during the oxidation period of the smelting, it is necessary to organize the formation of highly basic liquid-mobile slag with a high content of iron oxide. Along with a solid oxidizing agent and basic fluxes, fluorspar is used to intensify the process of slag formation [1, pp. 96-120].
К существенным недостаткам типовой технологии выплавки стали в электродуговых печах относится:
высокая стоимость железорудных материалов и извести;
необходимость использования дополнительных количеств основных компонентов шихты на офлюсование кислой пустой породы железорудных окислителей;
повышенные затраты электроэнергии на разложение CaCO3 в случае применения известняка или на удаление недопала извести:
обогащение стали водородом в случае использования в качестве флюса извести, так как в процессе ее транспортировки и хранении происходит гашение по реакции CaO+H2O=Ca(OH)2, наблюдается обогащение стали водородом с образованием флокенов [1, c.98].Significant disadvantages of a typical technology for steelmaking in electric arc furnaces include:
the high cost of iron ore materials and lime;
the need to use additional quantities of the main components of the charge for fluxing acidic waste rock of iron ore oxidizing agents;
increased energy costs for the decomposition of CaCO 3 in the case of the use of limestone or for the removal of lime;
steel enrichment with hydrogen in the case of using lime as a flux, since during its transportation and storage it is quenched by the reaction CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 , steel enrichment with hydrogen is observed with the formation of flocken [1, p. 98].
Известны попытки заменить железную руду или агломерат на окалину от проката углеродистых сталей, которая содержит высокое содержание железа и является чистым от пустой породы источником кислорода. Недостаток окалины - ее легковесность, вследствие чего она задерживается на поверхности шлама. Сухая брикетированная окалина была бы ценным заменителем известных твердых окислителей, но из-за отсутствия высокопроизводительных установок для брикетирования этот способ интенсификации плавки и снижения затрат на выплавку электростали не нашел распространения [1, с.98-99]. Attempts have been made to replace iron ore or agglomerate with scale from rolled carbon steels, which contain a high iron content and are a source of oxygen clean from waste rock. The disadvantage of scale is its lightness, as a result of which it lingers on the surface of the sludge. Dry briquetted scale would be a valuable substitute for known solid oxidizing agents, but due to the lack of high-performance briquetting plants, this method of intensifying smelting and reducing the cost of smelting electric steel is not widespread [1, pp. 98-99].
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способа интенсификации процесса электроплавки является совмещение дефосфорацин с плавлением за счет завалки извести и руды в печь вместе с металлошихтой [1, c.109]. The closest to the proposed technical essence and the achieved result of the method of intensification of the electric melting process is the combination of dephosphoracin with melting due to the filling of lime and ore into the furnace together with the metal charge [1, p. 109].
Однако этот способ не избавляет от использования дорогостоящих материалов в извести, а также от применения дефицитного и экологически опасного плавикового шпата, дополнительного расхода извести на офлюсование пустой породы окислителя. Для ускорения окислительных процессов и повышения производительности печи в жидкий металл вдувают реагенты в порошкообразном виде. В качестве порошкообразных материалов используют 75% извести, 15% оксидов железа и 10% плавикового шпата. При этом расход плавикового шпата, дефицитного и экологически вредного компонента составляет 4 кг/т стали [3, с. 219]. However, this method does not eliminate the use of expensive materials in lime, as well as the use of scarce and environmentally hazardous fluorspar, the additional consumption of lime for fluxing of waste rock oxidizer. In order to accelerate oxidation processes and increase furnace productivity, reagents in powder form are blown into the molten metal. As powder materials, 75% lime, 15% iron oxides and 10% fluorspar are used. At the same time, the consumption of fluorspar, a scarce and environmentally harmful component is 4 kg / t of steel [3, p. 219].
Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, - снижение материальных и энергетических затрат на выплавку электростали, интенсификация процесса окисления примесей и удаления фосфора, серы за счет ускоренного образования жидкоподвижного высокоосновного шлака (CaO/SiO 2,0). Это достигается тем, что в завалку шихты и на обновление окислительного шлака вводится легкоплавкий углеродсодержащий комплексный флюс (УКФ) на ферритно-кальциевой основе в количестве 2-4 и 1-4% от ее массы соответственно. Предлагаемое техническое мероприятие позволяет одновременную замену дорогостоящих твердых железорудных окислителей и извести на дешевый углеродсодержащий комплексный флюс (УКФ) на ферритно-кальциевой основе (2,4 с.28-29, 32-33) следующего химического состава, мас.%: Fe общ. 30-40; FeO 10-18; CaO 25-30; MgO 4-6; SiO 3-6; MnO 0,15-0,35; C ост. 0,5-3,5. Конвертерный шлам является исходным компонентом для получения УКФ и его расход определяется из расчета получения того или иного содержания железа в УКФ. При завалке в печь с металлошихтой (2-4% от металлозавалки) наблюдается сокращение длительности периода и ускорение окисления примесей металла за счет быстрого шлакообразования с образованием высокоосновного ферритно-кальцевого шлака. Шлаки с модулем основности CaO/SiO 2,0 характеризуются высокой жидкоподвижностью и высокой ассимилирующей способностью к SiO, PO и MnO [4, с.8-13]. Предлагаемая технология значительно сокращает время плавки, экономит расход шлакообразующих и ферросплавов, значительно снижает финансовые затраты на шихтовые материалы. The technical problem to which the invention is directed is the reduction of material and energy costs for electric steel smelting, the intensification of the process of oxidation of impurities and the removal of phosphorus, sulfur due to the accelerated formation of liquid mobile highly basic slag (CaO / SiO 2.0). This is achieved by the fact that low-melting carbon-containing complex flux (UKF) on a ferrite-calcium basis in the amount of 2-4 and 1-4% of its mass, respectively, is introduced into the charge of the charge and to update the oxidizing slag. The proposed technical measure allows the simultaneous replacement of expensive solid iron ore oxidizing agents and lime with a cheap carbon-containing complex flux (UKF) on a ferrite-calcium basis (2.4 s. 28-29, 32-33) of the following chemical composition, wt.%: Fe total. 30-40; FeO 10-18; CaO 25-30; MgO 4-6; SiO 3-6; MnO 0.15-0.35; C rest 0.5-3.5. Converter sludge is the initial component for obtaining UKF and its consumption is determined based on the calculation of the receipt of a particular iron content in UKF. When filling in a furnace with a metal charge (2-4% of the metal filling), a shortening of the period and acceleration of the oxidation of metal impurities are observed due to rapid slag formation with the formation of highly basic ferrite-calcium slag. Slags with CaO / SiO 2.0 basicity modulus are characterized by high fluid mobility and high assimilative ability to SiO, PO, and MnO [4, pp. 8-13]. The proposed technology significantly reduces the melting time, saves the consumption of slag-forming and ferroalloys, significantly reduces the financial costs of charge materials.
Пример. В условиях ЭСПЦ АО"НЛМК" проведены опытные плавки. На плавках с использованием УКФ в печь загружали 95 т металлолома, 10 т чушкового чугуна и 3,5 т УКФ. После загрузки металлошихты и УКФ шихта расплавлялась и при содержании углерода в расплавленном металле 0,20% для обновления шлака в печь дополнительно загружают 1,0 т УКФ. При суммарном количестве металлошихты 105 т выход жидкого металла составил 96,7% против 96% на сравнительных плавках с железорудным агломератом и известью. При этом на опытных плавках экономия железорудного агломерата составила в среднем 43 кг/т стали, плавикового шпата 0,7 кг/т стали, извести 21,6 кг/т стали. Время расплавления снизилось с 2 ч 40 мин - 2 ч 54 мин до 2 ч 30 мин - 2 час 35 мин. Общий расход УКФ на плавку составил 78-80 кг/т стали. Example. Experimental swimming trunks were conducted under the conditions of the ESPC JSC NLMK. In melts using UKF, 95 tons of scrap metal, 10 tons of pig iron and 3.5 tons of UKF were loaded into the furnace. After loading the metal charge and the UKF, the charge was melted and at a carbon content of 0.20% in the molten metal, 1.0 ton of UKF was additionally loaded into the furnace to update the slag. With a total metal charge of 105 tons, the yield of liquid metal was 96.7% versus 96% in comparative smelting with iron ore sinter and lime. At the same time, on pilot melts, the savings of iron ore sinter amounted to an average of 43 kg / t of steel, fluorspar 0.7 kg / t of steel, lime 21.6 kg / t of steel. The melting time decreased from 2 hours 40 minutes - 2 hours 54 minutes to 2 hours 30 minutes - 2 hours 35 minutes. The total consumption of UKF for smelting was 78-80 kg / t of steel.
Снижение себестоимости стали от экономии железорудных окислителей, извести, шпата без учета экономии ферросплавов составило:
(43 кг/т • 171884 р/т + 0,7 кг/т • 572874 р/т + 21,6 кг/т • 237899 р/т) - 80 кг/т • 60512 р/т = 12930,64 р/т стали.The reduction in the cost of steel from the savings of iron ore oxidizers, lime, and spar without taking into account the saving of ferroalloys amounted to:
(43 kg / t • 171884 r / t + 0.7 kg / t • 572874 r / t + 21.6 kg / t • 237899 r / t) - 80 kg / t • 60512 r / t = 12930.64 r / t of steel.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110843/02A RU2114920C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Method of steel melting in electric-arc furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110843/02A RU2114920C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Method of steel melting in electric-arc furnace |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2114920C1 true RU2114920C1 (en) | 1998-07-10 |
| RU97110843A RU97110843A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20194642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97110843/02A RU2114920C1 (en) | 1997-06-25 | 1997-06-25 | Method of steel melting in electric-arc furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2114920C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144089C1 (en) * | 1999-03-03 | 2000-01-10 | Кошелев Игорь Станиславович | Method of making vanadium-containing steels and alloys |
-
1997
- 1997-06-25 RU RU97110843/02A patent/RU2114920C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. - М.: Металлургия, 1977, с. 109. * |
| Крамаров А.Д., Соко лов А.Н. Электрометаллургия стали и ферросплавов. - М.: Металлургия, 1 976, с. 375. Хайдуков В.П. Теоретические и технологические основы полу чения компле ксных шлакообразующих и их использование в кислородно-кон вертерном произво дстве. Автореф. дисс. докт. техн. наук, - Липецк, 19 96, с. 44. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2144089C1 (en) * | 1999-03-03 | 2000-01-10 | Кошелев Игорь Станиславович | Method of making vanadium-containing steels and alloys |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6149709A (en) | Method of making iron and steel | |
| JP2012007189A (en) | Method for recovering iron and phosphorus from steelmaking slag, blast furnace slag fine powder or blast furnace slag cement, and phosphate resource raw material | |
| CN109321706A (en) | Prevent the safe technology that converter slag ladle contains desiliconization slag and splash occurs for dephosphorized slag | |
| CN111074037B (en) | Process method for upgrading structure of manganese-rich slag smelting product | |
| JPS63195209A (en) | Steel making method | |
| RU2114920C1 (en) | Method of steel melting in electric-arc furnace | |
| RU2201970C2 (en) | Method of making steel in high-power electric arc furnaces | |
| JP3288208B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| US4090869A (en) | Process of manufacturing alloy steels in a continuously charged arc furnace | |
| RU2213788C2 (en) | Method of steel-making in electric-arc furnace | |
| JP4192503B2 (en) | Manufacturing method of molten steel | |
| US3904399A (en) | Method for refining pig iron into steel | |
| RU2016084C1 (en) | Method of producing manganese containing steel | |
| RU2107737C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2204612C1 (en) | Method for melting manganese-containing steel | |
| RU2298584C2 (en) | Briquette for smelting steel | |
| SU1071645A1 (en) | Method for making steel | |
| JPS6121285B2 (en) | ||
| SU1617003A1 (en) | Pulverulent mixture for dephosphorizing chromium-containing melts | |
| RU2108399C1 (en) | Method of steel melting from metal scrap in electric-arc furnace | |
| SU1544812A1 (en) | Method of melting steel | |
| SU691497A1 (en) | Method of steel smelting | |
| CN1379825A (en) | Method and use of calcium nitrate for foaming of steel-making slags | |
| JPS62167808A (en) | Production of molten chromium iron |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050626 |