RU2366721C2

RU2366721C2 - Method of steel production

Info

Publication number: RU2366721C2
Application number: RU2007135938/02A
Authority: RU
Inventors: Игорь Георгиевич Сапченко (RU); Игорь Георгиевич Сапченко; Сергей Геннадьевич Жилин (RU); Сергей Геннадьевич Жилин; Олег Николаевич Комаров (RU); Олег Николаевич Комаров
Original assignee: Институт машиноведения и металлургии ДВО РАН; ООО "Амуртермит"
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2007-09-27
Publication date: 2009-09-10
Also published as: RU2007135938A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: disclosed method consists in preparing thermite mixture of scale, aluminium chips and modifiers, in charging mixture into refractory tank, in igniting this mixture and in carrying out reducing reaction for producing liquid metal and slag. Also through a hopper thermite mixture is continuously charged into the refractory tank in form of pressed briquettes of specified length.

EFFECT: increased share of reduced iron and increased efficiency of process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к способам восстановления стали из окалины и может быть использовано в металлургии.The invention relates to methods for the recovery of steel from scale and can be used in metallurgy.

Наиболее близким по технической сути к достигаемому результату является способ непрерывного прямого восстановления железа по патенту US 4701213 A (опубл. 20.10.1987), где в термитной смеси, содержащей окислы железа, в качестве его восстановителя используется алюминий. Смесь зажигают и в результате экзотермической реакции происходит восстановление железа.The closest in technical essence to the achieved result is a method of continuous direct reduction of iron according to patent US 4701213 A (publ. 10/20/1987), where aluminum is used as a reducing agent in a thermite mixture containing iron oxides. The mixture is ignited and iron is reduced as a result of an exothermic reaction.

Рассмотренный способ обладает следующими недостатками. Восстановление железа из термитной смеси, находящейся в сыпучем состоянии, является низкопроизводительным процессом с малой долей восстановления железа, т.к. в сыпучей среде не обеспечивается плотного контакта между окислами железа и восстановителем. Кроме того, сыпучая термитная смесь, первоначально попадая на разделительный слой реагента, восстанавливается не полностью, т.к. активно окисляется восстановитель (алюминий), что также снижает производительность процесса.The considered method has the following disadvantages. The reduction of iron from a thermite mixture in a loose state is a low-productivity process with a small fraction of reduction of iron, because in a granular medium, there is no close contact between the iron oxides and the reducing agent. In addition, the loose thermite mixture, initially falling on the separation layer of the reagent, is not completely restored, because the reducing agent (aluminum) is actively oxidized, which also reduces the productivity of the process.

Данные недостатки устраняются заявляемым способом, который включает подготовку термитной смеси, состоящей из окалины, алюминиевой крошки и модификаторов, загрузку ее в огнеупорную емкость, активацию поджиганием и протекание восстановительной реакции с образованием жидкого металла и шлака, при этом термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме.These disadvantages are eliminated by the claimed method, which includes preparing a thermite mixture consisting of scale, aluminum chips and modifiers, loading it into a refractory tank, activating it by ignition, and carrying out a reduction reaction to form liquid metal and slag, while the thermite mixture is loaded into the refractory tank through a dispenser in the form of pressed briquettes of a given length in a continuous mode.

Новым в заявленном способе является то, что термитную смесь в огнеупорную емкость загружают через дозатор в виде прессованных брикетов заданной длины в непрерывном режиме.New in the claimed method is that the thermite mixture in the refractory container is loaded through the dispenser in the form of pressed briquettes of a given length in a continuous mode.

Так как в заявляемом способе термитную смесь в огнеупорную емкость загружают в непрерывном режиме в виде прессованных брикетов заданной длины, производительность процесса и доля восстановленного железа возрастают. Благодаря тому, что термитная смесь непрерывно загружается в виде прессованных брикетов заданной длины с плотностью большей, чем насыпная плотность, обеспечивается плотный контакт между восстанавливаемым железом и восстановителем, поэтому железо из термитной смеси восстанавливается в большем объеме и производительность процесса увеличивается.Since in the inventive method, the thermite mixture is loaded continuously into the refractory container in the form of pressed briquettes of a given length, the productivity of the process and the proportion of reduced iron increase. Due to the fact that the thermite mixture is continuously loaded in the form of extruded briquettes of a given length with a density greater than the bulk density, tight contact between the reduced iron and the reducing agent is ensured, therefore, the iron from the thermite mixture is restored in a larger volume and the process productivity increases.

Заявленный способ осуществляется при помощи устройства, представленного на чертеже. Устройство содержит корпус 1, в нижней части которого расположена реакционная зона, в верхней части расположена съемная крышка 2 с отверстием 3. В корпусе 1 выполнены летка 4 для слива шлака и летка 5 для слива металла, выполненная ниже летки 4. Дозатор 6 выполнен в виде трубы для подачи прессованных брикетов 7 термитной смеси.The claimed method is carried out using the device shown in the drawing. The device comprises a housing 1, in the lower part of which there is a reaction zone, in the upper part there is a removable cover 2 with an opening 3. In the housing 1 there are a notch 4 for draining slag and a notch 5 for draining metal, made below the notch 4. Dispenser 6 is made in the form pipes for feeding pressed briquettes 7 thermite mixture.

Способ получения стали осуществляют следующим образом. Брикеты 7 получают прессованием термитной смеси, состоящей из алюминиевого порошка, окалины (Fe₃O₄), которая содержит не менее 25% О, 70% Fe и модификаторов. В качестве модификаторов могут быть использованы, например, для получения стали, по химическому составу соответствующей Ст45, порошок ферросилиция ФС-45 фракции 0,5 мм с содержанием кремния 44%, остальных элементов не более: S=0,02%, P=0,05%, Al=2%, Mn=0,6%, Cr=0,5%, C=0,2%. Брикет 7 через дозатор 6 поступает в реакционную зону корпуса 1, расположенную в пространстве под дозатором 6. Брикет 7 в реакционной зоне корпуса 1 воспламеняют активатором (не показан). В качестве активатора реакции может использоваться электрическая дуга или специальный запал. Процесс восстановления стали протекает в реакционной зоне корпусе 1 быстро, последовательно распространяясь на весь объем брикета 7, расположенного в реакционной зоне корпуса 1, и проходит по реакцииThe method of producing steel is as follows. Briquettes 7 are obtained by pressing a thermite mixture consisting of aluminum powder, scale (Fe ₃ O ₄ ), which contains at least 25% O, 70% Fe and modifiers. As modifiers can be used, for example, to obtain steel, the chemical composition corresponding to St45, FS-45 ferrosilicon powder fraction of 0.5 mm with a silicon content of 44%, the remaining elements no more: S = 0.02%, P = 0 , 05%, Al = 2%, Mn = 0.6%, Cr = 0.5%, C = 0.2%. The briquette 7 through the dispenser 6 enters the reaction zone of the housing 1, located in the space under the dispenser 6. The briquette 7 in the reaction zone of the housing 1 is ignited by an activator (not shown). As an activator of the reaction, an electric arc or a special fuse can be used. The process of steel recovery takes place in the reaction zone of the housing 1 quickly, sequentially spreading over the entire volume of the briquette 7 located in the reaction zone of the housing 1, and passes through the reaction

3Fe₃O₄+8Al=4Al₂О₃+9Fe.3Fe ₃ O ₄ + 8Al = 4Al ₂ O ₃ + 9Fe.

В процессе прохождения термитной реакции образуется шлак, который всплывает в полном объеме к поверхности образующегося металла. Шлак непрерывно скачивается из реакционной зоны корпуса 1 через летку 4, а металл через летку 5. При остановке подачи брикета 7 в зону реакции процесс восстановления стали прекращается.During the termite reaction, slag is formed, which floats in full to the surface of the formed metal. Slag is continuously downloaded from the reaction zone of the housing 1 through the groove 4, and the metal through the groove 5. When the briquette 7 is stopped supplying to the reaction zone, the steel recovery process stops.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в непрерывном режиме получать сталь однородной структуры без применения плавильных печей.Thus, the proposed method allows to continuously obtain steel of a homogeneous structure without the use of melting furnaces.

Claims

A method of producing steel, including preparing a thermite mixture consisting of scale, aluminum chips and modifiers, loading it into a refractory container, activating it by ignition, and initiating a reduction reaction to form liquid metal and slag, while the thermite mixture is loaded into a refractory container through a metering device in the form of pressed briquettes of a given length in a continuous mode.