RU2594996C2 - Procedure for melting steel in oxygen converter - Google Patents
Procedure for melting steel in oxygen converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594996C2 RU2594996C2 RU2014125046/02A RU2014125046A RU2594996C2 RU 2594996 C2 RU2594996 C2 RU 2594996C2 RU 2014125046/02 A RU2014125046/02 A RU 2014125046/02A RU 2014125046 A RU2014125046 A RU 2014125046A RU 2594996 C2 RU2594996 C2 RU 2594996C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scrap
- slag
- oxygen
- aluminum
- steel
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 45
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 230000008018 melting Effects 0.000 title abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 title abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims abstract description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 3
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 4
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 22
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 14
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 9
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 6
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 abstract 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 13
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 2
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 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
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к процессу получения стали из передельного чугуна или углеродистого полупродукта в кислородном конвертере.The invention relates to ferrous metallurgy, and in particular to a process for producing steel from pig iron or carbon intermediate in an oxygen converter.
Известен способ нагрева плавки в конвертере (патент на изобретение RU 2296799 C1, МПК C21C 5/28, опубл. 10.04.2007), применяемый при производстве стали в кислородных конвертерах, согласно которому перед додувкой в кислородный конвертер загружают алюминиевый флюс в количестве 0,56-1,00 кг/т, додувку продолжительностью не более 1 мин ведут с расходом кислорода 500-1000 м3 в зависимости от требуемого повышения температуры.A known method of heating the heat in a converter (patent RU 2296799 C1, IPC C21C 5/28, published April 10, 2007), used in the production of steel in oxygen converters, according to which 0.56 aluminum flux is loaded into the oxygen converter in the amount of 0.56 -1.00 kg / t, a purge lasting no more than 1 min is carried out with an oxygen flow rate of 500-1000 m 3 depending on the required temperature increase.
Недостатком известного способа является недостаточное увеличение стойкости конвертера, т.к. алюминиевый флюс вводят в конце плавки и шлак обогащается оксидом алюминия Al2O3 на конечной стадии плавки, а в начальной ее стадии образуется шлак с повышенным содержанием оксидов железа FeO и кремния SiO2 (основные оксиды кальция CaO и магния MgO из-за тугоплавкости еще не растворились в жидкой шлаковой фазе), что ведет к разрушению основной футеровки конвертера.The disadvantage of this method is the insufficient increase in the resistance of the converter, because aluminum flux is introduced at the end of the smelting and the slag is enriched with aluminum oxide Al 2 O 3 at the final stage of smelting, and in its initial stage, slag is formed with a high content of iron oxides FeO and silicon SiO 2 (the main oxides of calcium CaO and magnesium MgO due to refractoriness not dissolved in the liquid slag phase), which leads to the destruction of the main lining of the Converter.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ выплавки стали в конвертере (патент на изобретение RU 2287018 C2, МПК C21C 5/28, опубл. 10.11.2006), включающий завалку металлолома, присадку шлакообразующих и углеродсодержащих материалов, прогрев кислородом в течение 15-45% от общей продолжительности продувки, заливку жидкого чугуна и продувку расплава кислородом. Дополнительно осуществляют порционную присадку алюминийсодержащих отходов, при этом первую порцию алюминийсодержащих отходов присаживают на металлолом в количестве 40-60% от общего их расхода одновременно со шлакообразующими и углеродсодержащими материалами в соотношении 1:(6-9):(2-6) соответственно, а остальное количество алюминийсодержащих отходов присаживают после заливки чугуна по ходу продувки одновременно со шлакообразующими материалами в соотношении 1:(4-12) соответственно.The closest technical solution, selected as a prototype, is a method of steelmaking in a converter (patent for invention RU 2287018 C2, IPC C21C 5/28, publ. 10.11.2006), including the filling of scrap metal, the addition of slag-forming and carbon-containing materials, heating with oxygen in 15-45% of the total duration of the purge, pouring molten iron and purging the melt with oxygen. Additionally, a portion additive of aluminum-containing waste is carried out, while the first portion of aluminum-containing waste is seated on scrap metal in an amount of 40-60% of their total consumption simultaneously with slag-forming and carbon-containing materials in a ratio of 1: (6-9) :( 2-6), respectively, and the remaining amount of aluminum-containing waste is seated after cast iron pouring along the blasting process simultaneously with slag-forming materials in a ratio of 1: (4-12), respectively.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- значительное увеличение времени выплавки стали из-за необходимости дополнительного прогрева металлолома и, соответственно, снижение производительности конвертера из-за увеличения времени продувки и увеличения расхода кислорода;- a significant increase in the time of steel smelting due to the need for additional heating of the scrap metal and, accordingly, a decrease in converter performance due to an increase in the purge time and an increase in oxygen consumption;
- ввод в качестве топлива углеродсодержащих материалов неэффективен из-за малого теплового эффекта от сжигания углерода, что приводит к замедлению шлакообразования, повышенному пылеуносу железа в газоочистку на первых минутах продувки и к снижению выхода жидкой стали. Кроме этого углеродсодержащие материалы, как правило, содержат серу, для удаления которой потребуются дополнительные затраты и время, что ведет к удорожанию способа получения стали;- the introduction of carbon-containing materials as fuel is ineffective due to the small thermal effect of carbon burning, which leads to a decrease in slag formation, increased dust removal of iron into gas purification in the first minutes of purging and to a decrease in the yield of molten steel. In addition, carbon-containing materials, as a rule, contain sulfur, for the removal of which additional costs and time will be required, which leads to an increase in the cost of the method for producing steel;
- тепловой эффект от сжигания алюминийсодержащих отходов, присаженных на металлолом, не обеспечит его необходимый нагрев, т.к. значительная часть тепла уйдет с обильно отходящими газами в газоочистку, что замедлит шлакообразование, повысит пылеунос железа в газоочистку на первых минутах продувки и снизит выход жидкой стали;- the thermal effect of burning aluminum-containing waste, planted on scrap metal, will not provide its necessary heating, because a significant part of the heat will go to the gas purification with abundant exhaust gases, which will slow down the formation of slag, increase the dust removal of iron into the gas purification in the first minutes of purging and reduce the yield of liquid steel;
- присадка алюминийсодержащих отходов во время продувки малоэффективна, т.к. часть алюминия сгорит на лету, а остальная образует «корундовый орех», т.е. на поверхности относительно крупного (размером от 10 см и выше) куска алюминия образуется корочка из оксида алюминия Al2O3 с температурой плавления свыше 2000°C и участие алюминия в процессе шлакообразования начнется с запозданием, что снизит выход жидкой стали.- additive aluminum-containing waste during purging is ineffective, because part of aluminum will burn on the fly, and the rest will form a “corundum nut”, i.e. a crust of aluminum oxide Al 2 O 3 with a melting point above 2000 ° C is formed on the surface of a relatively large (size from 10 cm and above) piece of aluminum and the participation of aluminum in the process of slag formation will start late, which will reduce the yield of molten steel.
Задачей изобретения является создание более эффективного способа получения стали из передельного чугуна или углеродистого полупродукта в кислородном конвертере, позволяющего снизить затраты на производство стали и повысить производительность кислородного конвертера.The objective of the invention is to provide a more efficient method for producing steel from pig iron or carbon intermediate in an oxygen converter, which allows to reduce the cost of steel production and increase the productivity of an oxygen converter.
Технический результат - увеличение доли лома черных металлов при производстве стали, повышение производительности кислородного конвертера за счет увеличения выхода жидкой стали и уменьшения времени продувки кислородом, повышение стойкости футеровки кислородного конвертера и снижение расхода кислорода.The technical result is an increase in the proportion of scrap of ferrous metals in steel production, an increase in the productivity of an oxygen converter due to an increase in the yield of liquid steel and a decrease in oxygen purge time, an increase in the durability of the lining of an oxygen converter and a decrease in oxygen consumption.
Технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в кислородном конвертере, включающем подачу жидкого передельного чугуна или углеродистого полупродукта, лома черных металлов, лома алюминия, шлакообразующих материалов, продувку кислородом, согласно изобретению лом алюминия в количестве 0,3-2,5% от массы стали брикетируют с ломом черных металлов, при этом доля лома алюминия в брикетах составляет не более 20%, а продувку кислородом осуществляют после подачи жидкого передельного чугуна или углеродистого полупродукта, брикетированного лома черных металлов и алюминия, шлакообразующих материалов. Кроме того, соотношение шлакообразующих материалов соответствует эвтектическому составу системы CaO-Al2O3-MgO: CaO 45-48%, Al2O3 45-48%, MgO 5-7%.The technical result is achieved by the fact that in the method of steelmaking in an oxygen converter, comprising supplying liquid pig iron or carbon intermediate, scrap of ferrous metals, scrap of aluminum, slag-forming materials, oxygen blowing, according to the invention, scrap of aluminum in an amount of 0.3-2.5% of the mass of steel is briquetted with scrap of ferrous metals, while the proportion of aluminum scrap in briquettes is not more than 20%, and oxygen blowing is carried out after supplying liquid pig iron or carbon intermediate, briquette sifted scrap of ferrous metals and aluminum, slag-forming materials. In addition, the ratio of slag-forming materials corresponds to the eutectic composition of the CaO-Al 2 O 3 -MgO system: CaO 45-48%, Al 2 O 3 45-48%, MgO 5-7%.
При осуществлении предлагаемого способа лом алюминия используют в качестве дополнительного топлива, т.к. алюминий, обладая низкой температурой плавления, окисляется из всех составляющих шихты первым с наибольшим тепловым эффектом. Брикетирование лома алюминия с ломом черных металлов, благодаря которому лом алюминия попадает в конвертер не скученно, а вперемешку с ломом черных металлов, обеспечивает максимальное и быстрое растворение алюминия при плавлении в металлическом расплаве и препятствует образованию при продувке кислородом так называемых «корундовых орехов», когда на поверхности относительно крупных (размером от 10 см и выше) кусков алюминия образуется корочка из оксида алюминия Al2O3 с температурой плавления свыше 2000°C, которая замедляет процесс растворения алюминия. Доля лома алюминия в брикетах не должна превышать 20%, иначе брикеты в связи с меньшей плотностью будут плавать по поверхности металлического расплава, при этом часть алюминия не растворится в расплаве, а окислится на поверхности брикета, в результате чего тепловой эффект от использования алюминия при выплавке стали будет снижен. При продувке кислородом металлического расплава, содержащего растворенный в нем алюминий и шлакообразующие материалы, алюминий окисляется в первые две минуты продувки с выделением большого количества тепла, при этом тепло от окисления алюминия не улетает с отходящими газами в газоочистку, а остается в металлическом расплаве, что резко повышает температуру последнего и приводит к более раннему расплавлению шлакообразующих материалов. В результате на первых минутах продувки кислородом образуется жидкоподвижный шлак, масса которого возрастает за счет присоединения к нему массы оксида алюминия AL2O3, при этом толщина шлакового слоя увеличивается, что значительно снижает пылеунос железа на первых минутах продувки кислородом и повышает выход жидкой стали. Кроме этого в результате обогащения шлака содержанием оксида алюминия Al2O3 происходит обеднение начального шлака по содержанию оксидов железа FeO и кремния SiO2, разрушающих футеровку конвертера, а содержащиеся в шлакообразующих материалах тугоплавкие основные оксиды кальция CaO и магния MgO переходят в жидкую шлаковую фазу значительно быстрее благодаря выделяемому при окислении алюминия большому количеству тепла, в итоге возрастает основность шлака, что повышает стойкость футеровки кислородного конвертера.In the implementation of the proposed method, aluminum scrap is used as additional fuel, because aluminum, having a low melting point, is oxidized from all components of the charge first with the greatest thermal effect. Briquetting aluminum scrap with scrap of ferrous metals, due to which scrap of aluminum does not get into the converter crowded, but mixed with scrap of ferrous metals, ensures maximum and rapid dissolution of aluminum during melting in a metal melt and prevents the formation of so-called “corundum nuts” when blowing with oxygen on the surface of relatively large (10 cm and larger) pieces of aluminum, an aluminum oxide crust Al 2 O 3 is formed with a melting point above 2000 ° C, which slows down the solution niya aluminum. The fraction of aluminum scrap in briquettes should not exceed 20%, otherwise the briquettes, due to their lower density, will float on the surface of the metal melt, while some of the aluminum will not dissolve in the melt, but will oxidize on the surface of the briquette, resulting in a thermal effect from the use of aluminum in smelting steel will be reduced. When oxygen is purged of a metal melt containing dissolved aluminum and slag-forming materials, aluminum is oxidized in the first two minutes of purging with the release of a large amount of heat, while the heat from oxidation of aluminum does not escape with the exhaust gases into the gas purification, but remains in the metal melt, which sharply increases the temperature of the latter and leads to earlier melting of slag-forming materials. As a result, a fluid-moving slag is formed in the first minutes of oxygen purging, the mass of which increases due to the addition of aluminum oxide mass AL 2 O 3 to it , while the thickness of the slag layer increases, which significantly reduces iron dust removal in the first minutes of oxygen purging and increases the yield of molten steel. In addition, as a result of the slag enrichment with the content of aluminum oxide Al 2 O 3 , the initial slag is depleted in the content of iron oxides FeO and silicon SiO 2 , which destroy the converter lining, and the refractory basic oxides CaO and magnesium MgO contained in the slag materials go into the liquid slag phase significantly faster due to the large amount of heat released during the oxidation of aluminum, as a result, the basicity of the slag increases, which increases the durability of the lining of the oxygen converter.
Таким образом, благодаря предлагаемому способу выплавки стали, достигается максимально эффективное использование тепла от окисления алюминия, что позволяет увеличить долю лома черных металлов при выплавке стали. Теоретические обоснования этого вывода следующие.Thus, thanks to the proposed method of steel smelting, the most efficient use of heat from the oxidation of aluminum is achieved, which allows to increase the proportion of scrap of ferrous metals in steel smelting. The theoretical justifications for this conclusion are as follows.
Теплота образования оксида алюминия Al2O3 составляет 1675 кДж/моль («Термодинамические свойства неорганических веществ", У.Д. Верятин и др., Атомиздат, Москва, 1965 г., стр. 118), а затраты тепла на нагрев и расплавление присаживаемого в конвертер лома черных металлов составляют примерно 1410 кДж/кг («Конвертерный передел ванадиевого чугуна», Л.А. Смирнов и др., Екатеринбург, Средне-Уральское книжное издательство, 2000 г., стр. 440). При окислении 1 кг алюминия выделяется 1000 г × 1675 кДж/моль / 54 г/моль = 31018 кДж теплоты. Следовательно, сжигание 1 т алюминия позволяет дополнительно ввести 31018 МДж / 1410 МДж = 22 т лома черных металлов.The heat of formation of aluminum oxide Al 2 O 3 is 1675 kJ / mol ("Thermodynamic properties of inorganic substances", UD Veryatin et al., Atomizdat, Moscow, 1965, p. 118), and the heat consumption for heating and melting ferrous metal scrap deposited in the converter is approximately 1410 kJ / kg (“Converter redistribution of vanadium cast iron”, L. A. Smirnov et al., Yekaterinburg, Central Ural Book Publishing House, 2000, p. 440). When 1 kg is oxidized. aluminum is emitted 1000 g × 1675 kJ / mol / 54 g / mol = 31018 kJ of heat. Therefore, the burning of 1 ton of aluminum allows t additionally introduce 31018 MJ / 1410 MJ = 22 tons of iron scrap.
Увеличение доли лома черных металлов при выплавке стали снижает затраты на производство стали, при этом концентрация углерода в шихте уменьшается пропорционально увеличению доли лома черных металлов, в результате сокращаются время продувки кислородом и пылеунос железа, увеличивается выход жидкой стали, что повышает производительность конвертера, уменьшает расход кислорода и дополнительно снижает затраты на производство стали.An increase in the proportion of scrap of ferrous metals during steelmaking reduces the cost of steel production, while the carbon concentration in the charge decreases in proportion to an increase in the proportion of scrap of ferrous metals, as a result, the time of oxygen purging and dust extraction of iron is reduced, the yield of molten steel increases, which increases the productivity of the converter, reduces consumption oxygen and further reduces the cost of steel production.
Доля лома алюминия при выплавке стали согласно предлагаемому способу составляет 0,3-2,5% от массы стали. В случае подачи в конвертер лома алюминия в количестве менее 0,3% от массы стали эффективность способа резко снижается, так как при этом пропорционально уменьшается доля лома черных металлов и возрастает концентрация углерода в шихте, что увеличивает время продувки кислородом, при этом содержание оксида алюминия Al2O3 в шлаке на первых минутах продувки кислородом недостаточно для быстрого образования жидкоподвижного шлака, что приводит к повышенному пылеуносу железа в начале продувки и к снижению выхода жидкой стали. При подаче в конвертер алюминиевого лома в количестве более 2,5% от массы стали количество шлака за счет присоединения к нему оксида алюминия Al2O3 увеличивается настолько, что толщина образовавшегося шлакового слоя снижает эффективность продувки кислородом, увеличивает ее время и расход кислорода.The proportion of aluminum scrap during steelmaking according to the proposed method is 0.3-2.5% by weight of steel. If aluminum scrap is supplied to the converter in an amount of less than 0.3% by weight of steel, the efficiency of the method sharply decreases, since the proportion of ferrous scrap is proportionally reduced and the concentration of carbon in the charge increases, which increases the purge time with oxygen, while the content of aluminum oxide Al 2 O 3 in the slag in the first minutes of oxygen purging is not sufficient for the rapid formation of liquid slag, which leads to increased dust dust of iron at the beginning of purging and to reduce the yield of molten steel. When aluminum scrap is supplied to the converter in an amount of more than 2.5% of the mass of steel, the amount of slag due to the addition of aluminum oxide Al 2 O 3 to it increases so much that the thickness of the formed slag layer reduces the efficiency of oxygen purging, increases its time and oxygen consumption.
Эффект от предлагаемого способа выплавки стали дополнительно увеличивается, если подачу шлакообразующих материалов, содержащих оксид кальция CaO и оксид магния MgO, производить в соответствии с эвтектикой системы CaO-Al2O3-MgO, а именно: CaO 45-48%, Al2O3 45-48%, MgO 5-7%. При такой шлаковой системе температура наиболее легкоплавкой эвтектики составляет 1345-1350°C («Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск четвертый. Тройные окисные системы», Торопов Н.А. и др., Л.: "Наука", Ленингр. отд., 1974, стр. 31, диаграмма состояния системы MgO-CaO-Al2O3 по Маджумдару). Для определения количества алюминия, необходимого для образования указанной шлаковой системы, необходимо применить стехиометрический коэффициент при окислении алюминия по реакции 4Al+3O2=2Al2O3, равный 1,89.The effect of the proposed method for steel smelting is further increased if the slag-forming materials containing calcium oxide CaO and magnesium oxide MgO are supplied in accordance with the eutectic of the CaO-Al 2 O 3 -MgO system, namely: CaO 45-48%, Al 2 O 3 45-48%, MgO 5-7%. With such a slag system, the temperature of the most fusible eutectic is 1345–1350 ° C (“State diagrams of silicate systems. Reference book. Issue four. Triple oxide systems”, Toropov N.A. et al., L .: Nauka, Leningrad. ., 1974, p. 31, state diagram of the MgO-CaO-Al 2 O 3 system according to Majumdar). To determine the amount of aluminum required for the formation of the specified slag system, it is necessary to apply a stoichiometric coefficient for the oxidation of aluminum by the reaction 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 equal to 1.89.
Применение указанного соотношения шлакообразующих материалов позволяет максимально снизить температуру плавления тугоплавких оксидов кальция CaO и магния MgO, в результате дополнительно сокращаются: время образования высокоосновного активного и легкоподвижного шлака, пылеунос железа на первых минутах продувки кислородом, время продувки и расход кислорода, а, значит, выход жидкой стали и стойкость футеровки конвертера возрастают.The use of the specified ratio of slag-forming materials allows to minimize the melting temperature of refractory calcium oxides CaO and magnesium MgO, resulting in additionally reduced: the time of formation of highly basic active and easily moving slag, iron dust in the first minutes of oxygen blowing, blowing time and oxygen consumption, and, therefore, output liquid steel and the lining resistance of the converter increase.
Таким образом, благодаря данному техническому решению выполняется задача изобретения, т.к. предлагаемый способ выплавки стали в кислородном конвертере позволяет снизить затраты на производство стали за счет увеличения доли лома черных металлов и снижения расхода кислорода, а также повысить производительность кислородного конвертера за счет увеличения выхода жидкой стали и уменьшения времени продувки кислородом, при этом стойкость футеровки кислородного конвертера повышается.Thus, thanks to this technical solution, the task of the invention is fulfilled, because the proposed method of steelmaking in an oxygen converter reduces the cost of steel production by increasing the share of ferrous scrap and oxygen consumption, as well as increasing the productivity of the oxygen converter by increasing the yield of liquid steel and reducing the time of oxygen purging, while the durability of the lining of the oxygen converter increases .
Дополнительным техническим результатом, благодаря максимально эффективному использованию тепла от окисления алюминия по предлагаемому способу, является возможность переработки передельного чугуна с пониженным содержанием кремния без уменьшения доли лома черных металлов и уменьшение расхода кокса в доменном переделе.An additional technical result, due to the most efficient use of heat from oxidation of aluminum by the proposed method, is the possibility of processing pig iron with a low silicon content without reducing the proportion of scrap of ferrous metals and reducing the consumption of coke in the blast furnace.
Примеры конкретного выполнения способа.Examples of specific performance of the method.
1. Пример конкретного выполнения способа получения стали из углеродистого полупродукта.1. An example of a specific implementation of the method of producing steel from a carbon intermediate.
В 160-тонный конвертер загружают брикеты, содержащие 2 т лома алюминия и лом черных металлов в общем количестве (3+22×2) т = 47 т, их которых 44 т - это дополнительное количество лома черных металлов за счет введения 2 т лома алюминия, заливают углеродистый полупродукт состава: 3,2% С, 0,01% Si, 0,1% Mn, железо-основа с температурой 1320°C в количестве 115 т, засыпают шлакообразующие материалы из расчета получения шлака эвтектического состава в системе CaO-MgO-Al2O3. Т.к. количество оксида алюминия Al2O3 в шлаке будет составлять 2000 кг × 1,89=3780 кг, то, исходя из этого, засыпают известь и доломит из расчета получения 3780 кг оксида кальция CaO и 482 кг оксида магния MgO в шлаке, после чего продувают кислородом 11 мин. Температура металла на повалке 1645°C, содержание оксида кремния SiO2 в шлаке менее 7%, выход жидкой стали 95,1%.Briquettes containing 2 tons of aluminum scrap and scrap of ferrous metals in a total amount of (3 + 22 × 2) t = 47 tons, of which 44 tons of this is an additional amount of scrap of iron due to the introduction of 2 tons of scrap aluminum, are loaded into a 160-ton converter fill in a carbonaceous intermediate product of the composition: 3.2% C, 0.01% Si, 0.1% Mn, an iron base with a temperature of 1320 ° C in an amount of 115 tons, slag-forming materials are poured into the calculation of slag eutectic composition in the CaO- system MgO-Al 2 O 3 . Because the amount of aluminum oxide Al 2 O 3 in the slag will be 2000 kg × 1.89 = 3780 kg, then, based on this, lime and dolomite are poured on the basis of obtaining 3780 kg of calcium oxide CaO and 482 kg of magnesium oxide MgO in the slag, after which purge with oxygen for 11 minutes The temperature of the metal on the quill is 1645 ° C, the content of silicon oxide SiO 2 in the slag is less than 7%, the yield of liquid steel is 95.1%.
Применение предлагаемого способа получения стали из углеродистого полупродукта в 160-тонном кислородном конвертере позволяет дополнительно использовать до 44 т лома черных металлов, повысить производительность кислородного конвертера за счет увеличения выхода жидкой стали и уменьшения времени продувки кислородом, повысить стойкость футеровки и снизить расход кислорода.The application of the proposed method for producing steel from carbon intermediate in a 160-ton oxygen converter allows you to additionally use up to 44 tons of ferrous scrap, increase the productivity of the oxygen converter by increasing the yield of liquid steel and reducing the time of purging with oxygen, increase the lining resistance and reduce oxygen consumption.
2. Пример конкретного выполнения способа получения стали из передельного чугуна.2. An example of a specific implementation of the method of producing steel from pig iron.
В 160-тонный конвертер загружают брикеты, содержащие 1,5 т лома алюминия и лом черных металлов в общем количестве (40+22×1,5) т = 73 т, их которых 33 т - это дополнительное количество лома черных металлов за счет введения 1,5 т лома алюминия, заливают передельный чугун состава: 4,3% C, 0,45% Si, 0,31% Mn, железо-основа с температурой 1420°C в количестве 89, засыпают шлакообразующие материалы из расчета получения шлака эвтектического состава в системе CaO-MgO-Al2O3. Т.к. количество оксида алюминия Al2O3 в шлаке будет составлять 1500 кг × 1,89=2835 кг, то, исходя из этого, загружают известь и доломит из расчета получения 2835 кг оксида кальция CaO и 362 кг оксида магния MgO в шлаке, после чего продувают кислородом 13 минут. Температура металла на повалке 1645°C, содержание оксида кремния SiO2 в шлаке менее 14%, выход жидкой стали 94,0%.Briquettes containing 1.5 tons of aluminum scrap and scrap of ferrous metals in a total amount of (40 + 22 × 1.5) t = 73 tons, of which 33 tons of this is an additional amount of scrap of ferrous metals, are loaded into a 160-ton converter 1.5 tons of aluminum scrap, cast pig iron with the composition: 4.3% C, 0.45% Si, 0.31% Mn, an iron base with a temperature of 1420 ° C in an amount of 89 is poured, slag-forming materials are filled up to calculate eutectic slag composition in the system CaO-MgO-Al 2 O 3 . Because the amount of aluminum oxide Al 2 O 3 in the slag will be 1500 kg × 1.89 = 2835 kg, then, based on this, lime and dolomite are loaded based on the production of 2835 kg of calcium oxide CaO and 362 kg of magnesium oxide MgO in the slag, after which purge with oxygen for 13 minutes. The temperature of the metal on the quill is 1645 ° C, the content of silicon oxide SiO 2 in the slag is less than 14%, the yield of liquid steel is 94.0%.
Применение предлагаемого способа получения стали из передельного чугуна в 160-тонном кислородном конвертере позволяет дополнительно использовать до 33 т лома черных металлов, повысить производительность кислородного конвертера за счет увеличения выхода жидкой стали и уменьшения времени продувки кислородом, повысить стойкость футеровки и снизить расход кислорода.The application of the proposed method for producing steel from pig iron in a 160-ton oxygen converter allows you to additionally use up to 33 tons of ferrous scrap, increase the productivity of the oxygen converter by increasing the yield of liquid steel and reducing the time of purging with oxygen, increase the lining resistance and reduce oxygen consumption.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125046/02A RU2594996C2 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125046/02A RU2594996C2 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014125046A RU2014125046A (en) | 2015-12-27 |
| RU2594996C2 true RU2594996C2 (en) | 2016-08-20 |
Family
ID=55023279
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014125046/02A RU2594996C2 (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2594996C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115029502A (en) * | 2022-05-25 | 2022-09-09 | 河北新金钢铁有限公司 | Process for reducing nitrogen increase in low-carbon cold-rolled steel tapping process |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1330168A1 (en) * | 1985-07-18 | 1987-08-15 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Method of melting steel in oxygen converter |
| JPH09263852A (en) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Aikoo Kk | Aluminum pressure molding and deoxidizing agent for iron and steel or raw material for remolten aluminum |
| RU2140993C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-11-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Method of steel melting |
| RU2287018C2 (en) * | 2005-01-11 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Method of converter steelmaking process |
| RU2296799C1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for melt heating in converter |
-
2014
- 2014-06-19 RU RU2014125046/02A patent/RU2594996C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1330168A1 (en) * | 1985-07-18 | 1987-08-15 | Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии | Method of melting steel in oxygen converter |
| JPH09263852A (en) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Aikoo Kk | Aluminum pressure molding and deoxidizing agent for iron and steel or raw material for remolten aluminum |
| RU2140993C1 (en) * | 1997-12-09 | 1999-11-10 | ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат" | Method of steel melting |
| RU2287018C2 (en) * | 2005-01-11 | 2006-11-10 | Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" | Method of converter steelmaking process |
| RU2296799C1 (en) * | 2005-09-07 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method for melt heating in converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014125046A (en) | 2015-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2164952C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| CN105177217B (en) | A technology for reducing the amount of steel slag in converter smelting | |
| RU2260626C1 (en) | Method for steel melting in converter | |
| RU2594996C2 (en) | Procedure for melting steel in oxygen converter | |
| RU2606351C2 (en) | Method of protective scull forming on oxygen converter lining surface and magnesian briquetted flux (mbf) for its implementation | |
| RU2010145259A (en) | METHOD FOR PRODUCING GRANULAR METAL IRON | |
| CN104805249B (en) | Slag-making method of semi-steel making with double slag and remaining slag | |
| JPS587691B2 (en) | Steel manufacturing method | |
| EA035085B1 (en) | Method for making steel in an electric arc furnace | |
| WO2020228240A1 (en) | Method for smelting high-quality steel using zinc-containing scrap steel | |
| RU2353662C2 (en) | Method of steel smelting in converter | |
| RU2254378C1 (en) | Method of converter steel making | |
| RU2389800C1 (en) | Procedure for combined process of charge of slag scull with melting steel in converter at reduced consumption of iron | |
| RU2269577C1 (en) | Steel producing method in electric arc steel melting furnace | |
| RU2404263C1 (en) | Method of steel making in arc-type steel-making furnace | |
| RU2515403C1 (en) | Method of steel casting in arc steel furnace | |
| RU2321641C1 (en) | Complex synthetic low-melting temperature flux for ferrous metallurgy | |
| RU2233890C1 (en) | Method of making low-carbon steel in oxygen converter | |
| JP4639943B2 (en) | Hot metal desulfurization method | |
| RU2757511C1 (en) | Steelmaking method in electric arc furnace | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2387717C2 (en) | Method of steelmaking in converter | |
| RU2333255C1 (en) | Method of steel smelting | |
| RU2479636C1 (en) | Method for steel making with low sulphur content | |
| RU2280081C1 (en) | Low-manganese cast iron conversion method in converter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170620 |