RU2603759C1 - Method of melting metal in converter - Google Patents
Method of melting metal in converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2603759C1 RU2603759C1 RU2015129171/02A RU2015129171A RU2603759C1 RU 2603759 C1 RU2603759 C1 RU 2603759C1 RU 2015129171/02 A RU2015129171/02 A RU 2015129171/02A RU 2015129171 A RU2015129171 A RU 2015129171A RU 2603759 C1 RU2603759 C1 RU 2603759C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- converter
- magnesium
- metal
- forming materials
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008018 melting Effects 0.000 title abstract description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 81
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 40
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 17
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 20
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 2
- RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N [C].[Mg] Chemical compound [C].[Mg] RWDBMHZWXLUGIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 20
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 18
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 10
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 9
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 8
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 3
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013479 data entry Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000012287 Prolapse Diseases 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 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
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке металла в конвертере.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to the smelting of metal in a converter.
Проблемой при выплавке металла в конвертере является высокий расход магнийсодержащих шлакообразующих материалов, необходимых для предотвращения преждевременного износа футеровки конвертера.A problem in the smelting of metal in the converter is the high consumption of magnesium-containing slag-forming materials necessary to prevent premature wear of the converter lining.
Известен способ нанесения гарнисажа на футеровку конвертера, включающий оставление шлака в конвертере после слива металла, раздув азотом шлака с основностью 1,5-4,5 при отношении оксидов железа к оксидам магния в шлаке, равном 1,2-7,5, присадку флюса с обеспечением получения ожелезненного переклаза. Флюс содержит следующие компоненты, мас. %: оксид магния 45,0-85,0; оксид кремния 0,5-7,0; оксид железа 2,0-20,0; оксид алюминия 1,0-15,0; металлический алюминий 1,0-10,0; углерод 0,1-7,0; оксид кальция - остальное, при этом массовая доля ожелезненного периклаза во флюсе составляет 2,0-75,0% [патент RU 2373291, МПК С21С 5/44, 2009].A known method of applying a skull on the lining of the converter, including leaving slag in the converter after the metal is drained, blowing slag nitrogen with a basicity of 1.5-4.5 with a ratio of iron oxides to magnesium oxides in the slag of 1.2-7.5, a flux additive with the provision of a fermented prolapse. The flux contains the following components, wt. %: magnesium oxide 45.0-85.0; silica 0.5-7.0; iron oxide 2.0-20.0; alumina 1.0-15.0; metal aluminum 1.0-10.0; carbon 0.1-7.0; calcium oxide - the rest, while the mass fraction of iron periclase in the flux is 2.0-75.0% [patent RU 2373291, IPC C21C 5/44, 2009].
Недостаток этого способа - неоптимальный состав шлака, оставленного для формирования защитного гарнисажа. Шлак содержит недостаточное количество тугоплавких фаз, обладает низкой температурой затвердевания и вязкостью, вследствие чего снижается стойкость футеровки конвертера.The disadvantage of this method is the non-optimal composition of the slag left to form a protective skull. The slag does not contain enough refractory phases, has a low solidification temperature and viscosity, as a result of which the resistance of the converter lining is reduced.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий подачу в конвертер ожелезненного магнезиального флюса и магнезиально-глиноземистого флюса при соотношении их расходов 0,2-15 из расчета получения в шлаке по окончании продувки расплава металла кислородом 5-20% оксидов магния. Содержание оксидов алюминия в магнезиально-глиноземистом флюсе должно составлять 1,0-20%. Ожелезненный магнезиальный флюс вводят в конвертер при завалке шихты и в процессе продувки расплава металла кислородом, а магнезиально-глиноземистый флюс вводят с момента начала до окончания продувки расплава металла и на оставшийся шлак до и(или) во время раздува азотом шлака, оставшегося после слива металла из конвертера [патент RU 2387717, МПК С21С 5/28, 2009].The closest in technical essence to the present invention is a method of steel smelting in a converter, comprising supplying a ferrous magnesia flux and magnesia-alumina flux to the converter with a flow ratio of 0.2-15 based on the calculation of 5-20 in the slag after the metal melt has been purged with oxygen % magnesium oxides. The content of aluminum oxides in magnesia-alumina flux should be 1.0-20%. The ferruginous magnesia flux is introduced into the converter during filling the charge and during the purging of the metal melt with oxygen, and the magnesia-alumina flux is introduced from the moment of starting to the end of the purging of the metal melt and to the remaining slag before and (or) during the nitrogen blasting of the slag remaining after the metal is discharged from the converter [patent RU 2387717, IPC C21C 5/28, 2009].
Недостаток этого способа - в недостаточной степени учитываются физические свойства и химический состав шлака при расчете количества отдаваемых на плавку материалов, что приводит к перерасходу магнийсодержащих материалов и, как следствие, повышению себестоимости выплавляемой стали.The disadvantage of this method is that the physical properties and chemical composition of the slag are not sufficiently taken into account when calculating the amount of materials given for smelting, which leads to an overuse of magnesium-containing materials and, as a result, an increase in the cost of smelted steel.
Технический результат изобретения - снижение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов, присаживаемых по ходу продувки металла в конвертере при сохранении стойкости футеровки конвертера.The technical result of the invention is to reduce the consumption of magnesium-containing slag-forming materials seated along the metal purge in the converter while maintaining the resistance of the converter lining.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе выплавки металла в конвертере, включающем завалку лома, заливку чугуна, продувку расплава металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов по ходу продувки, раздув азотом шлака, оставленного в конвертере после слива из него металла, согласно изобретению перед началом продувки определяют количество присаживаемых по ходу продувки магнийсодержащих шлакообразующих материалов на основании прогнозируемых данных о составе шлака перед выпуском плавки и величине шлаковой коррозии футеровки, после этого осуществляют продувку расплава металла кислородом, по ходу которой производят присадку шлакообразующих материалов, затем производят слив металла из конвертера, а перед началом раздува азотом шлака на оставленный в конвертере шлак присаживают магний и углеродсодержащие материалы в количестве 1-3,0 и 0,3-1,0 т соответственно.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of smelting metal in a converter, including scrap filling, cast iron casting, blowing a molten metal with oxygen, doping of slag-forming materials during purging, nitrogen blowing of the slag left in the converter after the metal has been drained from it, according to the invention before starting purges determine the amount of magnesium-containing slag-forming materials seated during the purge based on the predicted data on the composition of the slag before the release of the smelting and the amount of slag corrosion of the lining, after which the metal melt is purged with oxygen, during which a slag-forming material is added, the metal is drained from the converter, and before starting to blow the slag with nitrogen, magnesium and carbon-containing materials are added to the slag left in the converter in an amount of 1-3.0 and 0.3-1.0 tons, respectively.
В качестве магний- и углеродсодержащих материалов, присаживаемых на оставленный шлак, используют доломит осушенный и кокс, а раздув шлака азотом осуществляют в течение 1-8 мин.Dried dolomite and coke are used as magnesium and carbon-containing materials seated on the left slag, and the slag is blown with nitrogen for 1-8 minutes.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Для реализации предложенного способа была разработана комплексная математическая модель, в которую перед началом выплавки стали задаются фактические данные о физико-химических и весовых параметрах жидкого чугуна и металлического лома (химический состав чугуна и металлического лома, вес чугуна и металлического лома, температура чугуна), фактический химический состав шлакообразующих материалов, присаживаемых по ходу продувки, и предварительные данные об их необходимом количестве, а также требуемые (планируемые) физико-химические параметры металла на выпуске плавки (химический состав и температура металла). На основании введенной информации рассчитывается состав шлака и величина шлаковой коррозии футеровки на предстоящий период плавки. После чего формируются данные с рекомендациями по отдаче магнийсодержащих материалов в процессе выплавки стали для снижения негативного воздействия агрессивного шлака на огнеупорную футеровку конвертера.To implement the proposed method, a complex mathematical model was developed, in which, before the start of steelmaking, actual data on the physicochemical and weight parameters of liquid cast iron and scrap metal (chemical composition of cast iron and scrap metal, weight of cast iron and scrap metal, temperature of cast iron), actual the chemical composition of the slag-forming materials seated during the purge, and preliminary data on their required amount, as well as the required (planned) physico-chemical vapor etry metal on tapping (chemical composition and temperature of the metal). Based on the information entered, the composition of the slag and the amount of slag corrosion of the lining for the upcoming melting period are calculated. After that, data is generated with recommendations on the return of magnesium-containing materials during steelmaking to reduce the negative impact of aggressive slag on the refractory lining of the converter.
После окончания выплавки стали на оставленный в конвертере шлак присаживаются магний- и углеродсодержащие материалы.After steelmaking, magnesium and carbon-containing materials are deposited on the slag left in the converter.
В качестве магний и углеродсодержащих материалов, присаживаемых на оставленный шлак, используют доломит осушенный и кокс.Dried dolomite and coke are used as magnesium and carbon-containing materials seated on the left slag.
Присадка доломита осушенного обусловлена необходимостью получения шлака с высоким содержанием MgO. Присадка доломита осушенного в количестве менее 1 т повышает содержание MgO в шлаке незначительно. Присадка доломита осушенного в количестве более 3 т приводит к сильному загущению шлака, вследствие чего будет невозможно нанести качественный гарнисажный слой на футеровку конвертера.The additive of dried dolomite is caused by the need to obtain slag with a high MgO content. The addition of dried dolomite in an amount of less than 1 ton increases the MgO content in the slag slightly. The addition of dried dolomite in an amount of more than 3 tons leads to a strong thickening of the slag, as a result of which it will be impossible to apply a high-quality skull layer on the converter lining.
Присадка кокса обусловлена необходимостью получения вспененного шлака. Присадка кокса в количестве менее 0,3 т не позволяет получить достаточно вспененный шлак, вследствие чего при дальнейшем раздуве шлака азотом будет невозможно нанести качественный гарнисажный слой. Присадка кокса в количестве более 1 т не приводит к дальнейшему заметному повышению вспененности шлака и поэтому экономически нецелесообразна.Additive coke due to the need for foamed slag. An additive of coke in an amount of less than 0.3 tons does not allow obtaining sufficiently foamed slag, as a result of which, when the slag is further blown up with nitrogen, it will be impossible to apply a quality skull layer. An additive of coke in an amount of more than 1 ton does not lead to a further noticeable increase in slag foaming and is therefore not economically feasible.
Раздув шлака азотом в течение менее 1 мин не позволяет нанести качественный гарнисажный слой на футеровку конвертера. Раздув шлака азотом в течение более 8 мин не приводит к дальнейшему улучшению качества гарнисажного слоя.Having blown the slag with nitrogen for less than 1 min does not allow to apply a high-quality skull layer on the converter lining. Blowing the slag with nitrogen for more than 8 minutes does not lead to a further improvement in the quality of the skull layer.
Алгоритм работы комплексной математической модели.The algorithm of the complex mathematical model.
1 - ввод данных о температуре, химическом составе и количестве чугуна, количестве и химическом составе лома (фактические данные);1 - data entry on temperature, chemical composition and quantity of pig iron, quantity and chemical composition of scrap (actual data);
2 - ввод данных о требуемом химическом составе и температуре металла на выпуске плавки (предполагаемые данные);2 - data entry on the required chemical composition and temperature of the metal at the outlet of the heat (estimated data);
3 - ввод данных о расходе шлакообразующих материалов по ходу продувки плавки (предполагаемые данные, основанные на результатах предыдущих плавок различных марок сталей) и их химическом составе (фактические данные);3 - input of data on the consumption of slag-forming materials during the purge purge (assumed data based on the results of previous melts of various steel grades) and their chemical composition (actual data);
4 - расчет состава шлака перед выпуском плавки и величины шлаковой коррозии футеровки;4 - calculation of the composition of the slag before the release of the heat and the magnitude of the slag corrosion of the lining;
5 - расчет необходимого количества магнийсодержащих шлакообразующих материалов на плавку (рассчитанное количество магнийсодержащих шлакообразующих материалов присаживают по ходу продувки);5 - calculation of the required amount of magnesium-containing slag-forming materials for melting (the calculated amount of magnesium-containing slag-forming materials is seated during the purge);
Описание работы комплексной математической модели.Description of the work of a complex mathematical model.
1. После ввода исходных данных производится расчет компонентов химического состава шлака в конце плавки:1. After entering the initial data, the components of the chemical composition of the slag at the end of the smelting are calculated:
Расчет концентрации FeO в шлаке производится по формуле:The calculation of the concentration of FeO in the slag is carried out according to the formula:
где: CFeo - концентрация FeO в шлаке, %;where: C Feo is the concentration of FeO in the slag,%;
Z1-Z4 - безразмерные эмпирические коэффициенты;Z1-Z4 - dimensionless empirical coefficients;
Расчет концентрации MgO в шлаке производится по формуле:The calculation of the concentration of MgO in the slag is carried out according to the formula:
где: CMgO - концентрация MgO в шлаке, %;where: CMgO is the concentration of MgO in the slag,%;
mшл - масса шлака в конце плавки, кг.m sl - the mass of slag at the end of the heat, kg
Масса шлака в конце плавки рассчитывается по формуле:The mass of slag at the end of the heat is calculated by the formula:
где:
Расчет концентрации СаО в шлаке производится по формуле:The calculation of the concentration of CaO in the slag is carried out according to the formula:
где: CCaO - концентрация СаО в шлаке, %.where: C CaO is the concentration of CaO in the slag,%.
Расчет концентрации SiO2 в шлаке производится по формуле:The calculation of the concentration of SiO 2 in the slag is made according to the formula:
где: CSiO2 - концентрация SiO2 в шлаке, %.where: C SiO2 is the concentration of SiO 2 in the slag,%.
Расчет концентрации Al2O3 в шлаке производится по формуле:The calculation of the concentration of Al 2 O 3 in the slag is made according to the formula:
где: CAl2O3 - концентрация Al2O3 в шлаке, %.where: C Al2O3 is the concentration of Al 2 O 3 in the slag,%.
2. Затем производится расчет величины шлаковой коррозии футеровки по формуле:2. Then, the calculation of the amount of slag corrosion of the lining is carried out according to the formula:
где: l - расход футеровки конвертера, мм/плавку;where: l is the consumption of the converter lining, mm / melt;
D - коэффициент ионной диффузии, м2/с;D is the ion diffusion coefficient, m 2 / s;
d - толщина диффузионного слоя (эмпирический коэффициент характеризующий взаимодействие шлакового расплава с поверхностью футеровки), м;d is the thickness of the diffusion layer (empirical coefficient characterizing the interaction of the slag melt with the lining surface), m;
τ - продолжительность кислородной продувки, с;τ is the duration of oxygen purge, s;
KMgO - объемная доля MgO в огнеупоре (безразмерный эмпирический коэффициент);K MgO is the volume fraction of MgO in the refractory (dimensionless empirical coefficient);
С∞ - предельная концентрация MgO в шлаке, %;С ∞ is the limiting concentration of MgO in slag,%;
S - коэффициент поверхностного взаимодействия шлака и огнеупора (безразмерный эмпирический коэффициент).S is the coefficient of surface interaction of slag and refractory (dimensionless empirical coefficient).
Расчет коэффициента ионной диффузии производится по формуле:The calculation of the coefficient of ion diffusion is carried out according to the formula:
где: D - коэффициента ионной диффузии,
К=1,38·10-23, Дж/К;K = 1.38 · 10 -23 , J / K;
Т - температура плавки, К;T is the melting temperature, K;
η - вязкость шлака, Па·с;η — slag viscosity, Pa · s;
r - ионный радиус, м.r is the ionic radius, m
3. После этого определяют необходимое количество присаживаемых магнийсодержащих шлакообразующих материалов.3. After that, determine the required number of seated magnesium-containing slag-forming materials.
Если величина шлаковой коррозии футеровки (за плавку) ниже минимально предельно допустимой величины шлаковой коррозии футеровки, то применяется итерационное снижение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов, с шагом в 10 кг, с новым расчетом химического состава шлака и величины шлаковой коррозии футеровки. Итерационное снижение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов продолжается до тех пор, пока величина шлаковой коррозии футеровки не превысит минимально предельно допустимую величину шлаковой коррозии футеровки или концентрация MgO в шлаке не снизится до минимального допустимого значения, или основность шлака не снизится до минимального допустимого значения.If the value of the slag corrosion of the lining (per melt) is lower than the minimum permissible value of the slag corrosion of the lining, then an iterative reduction in the consumption of magnesium-containing slag-forming materials is applied, in increments of 10 kg, with a new calculation of the chemical composition of the slag and the value of the slag corrosion of the lining. The iterative decrease in the consumption of magnesium-containing slag-forming materials continues until the value of the slag corrosion of the lining exceeds the minimum permissible value of the slag corrosion of the lining or the MgO concentration in the slag decreases to the minimum acceptable value, or the basicity of the slag does not decrease to the minimum acceptable value.
Если величина шлаковой коррозии футеровки выше максимально предельной величины шлаковой коррозии футеровки, то применяется итерационное повышение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов с шагом в 10 кг с новым расчетом химического состава шлака и величины шлаковой коррозии футеровки. Итерационное повышение расхода магнийсодержащих шлакообразующих материалов продолжается до тех пор, пока величина шлаковой коррозии футеровки не снизится до уровня максимально предельной величины шлаковой коррозии, или концентрация MgO в шлаке не повысится до максимально допустимого значения.If the value of the slag corrosion of the lining is higher than the maximum limit value of the slag corrosion of the lining, then an iterative increase in the consumption of magnesium-containing slag-forming materials with a step of 10 kg is applied with a new calculation of the chemical composition of the slag and the value of the slag corrosion of the lining. The iterative increase in the consumption of magnesium-containing slag-forming materials continues until the value of slag corrosion of the lining decreases to the level of the maximum limit value of slag corrosion, or the MgO concentration in the slag does not increase to the maximum allowable value.
Пример реализации способа.An example implementation of the method.
В конвертере выплавляли сталь марки DC04. Заданный химический состав металла после окончания продувки должен быть: С - 0,05%, Si - 0%, Mn - 0,10%, Р - 0,011%, S - 0,015%, а его температура 1650°C.DC04 steel was smelted in the converter. The specified chemical composition of the metal after purging should be: C - 0.05%, Si - 0%, Mn - 0.10%, P - 0.011%, S - 0.015%, and its temperature is 1650 ° C.
В конвертер засыпали 100 т металлолома с химическим составом: С - 0,15%, Si - 0,18%, Mn - 0,50%, Р - 0,015%, S - 0,015% и залили 305 т чугуна с химическим составом: С - 4,68%, Si - 0,47%, Mn - 0,29%, Р - 0,057%, S - 0,024% и температурой 1360°C.100 tons of scrap metal with a chemical composition were filled into the converter: С - 0.15%, Si - 0.18%, Mn - 0.50%, Р - 0.015%, S - 0.015% and 305 tons of cast iron with a chemical composition were filled in: С - 4.68%, Si - 0.47%, Mn - 0.29%, P - 0.057%, S - 0.024% and a temperature of 1360 ° C.
Химический состав используемых шлакообразующих материалов был следующий:The chemical composition of the used slag-forming materials was as follows:
Доломит: MgO - 31,1%, SiO2 - 3,5%, S - 0,03% и потери при прокаливании.Dolomite: MgO - 31.1%, SiO 2 - 3.5%, S - 0.03% and loss on ignition.
Флюс ожелезненный магнезиальный (ФОМ): Fe2O3 - 5,5%, MgO - 78,4%, SiO2 - 2,4%, S - 0,03%, P - 0,03%Iron Magnesian Flux (POF): Fe 2 O 3 - 5.5%, MgO - 78.4%, SiO 2 - 2.4%, S - 0.03%, P - 0.03%
Известь: СаО - 93,1%, SiO2 - 1,3%, S - 0,03%, P - 0,06% и потери при прокаливании.Lime: CaO - 93.1%, SiO 2 - 1.3%, S - 0.03%, P - 0.06% and loss on ignition.
Предполагаемый расход указанных шлакообразующих материалов (по результатам предыдущих плавок): доломит - 300 кг, ФОМ - 4750 кг, известь - 15100 кг.The estimated consumption of these slag-forming materials (according to the results of previous melts): dolomite - 300 kg, POF - 4750 kg, lime - 15100 kg.
Указанные параметры были введены в комплексную математическую модель.The indicated parameters were introduced into a complex mathematical model.
На основании введенных данных комплексной математической моделью было спрогнозировано, что состав шлака после окончании плавки должен быть: СаО 38,8%, MgO 11,25%, SiO2 13,0%, FeO 29,18%, при этом величина шлаковой коррозии составит 0,53 мм. Также комплексной математической моделью было спрогнозировано, что на плавку необходимо присадить 269 кг доломита и 4684 кг ФОМ.Based on the data entered, a complex mathematical model predicted that the slag composition after melting should be: CaO 38.8%, MgO 11.25%, SiO 2 13.0%, FeO 29.18%, while the amount of slag corrosion would be 0.53 mm. It was also predicted by a complex mathematical model that 269 kg of dolomite and 4684 kg of POF should be added to smelting.
Продолжительность продувки металла составила 1080 с, по ходу которой присадили рекомендованное комплексной математической моделью количество доломита и ФОМ, а также известь в количестве 15050 кг.The duration of the metal purge was 1080 s, during which the amount of dolomite and POF recommended by the complex mathematical model was added, as well as lime in the amount of 15050 kg.
После окончания продувки определили фактические данные химического состава металла (С - 0,048%, Si - 0%, Mn - 0,087%, Р - 0,0097%, S - 0,013%), а также его температуру (Т=1652°C).After the purge was completed, the actual data on the chemical composition of the metal were determined (C - 0.048%, Si - 0%, Mn - 0.087%, P - 0.0097%, S - 0.013%), as well as its temperature (T = 1652 ° C).
После слива металла из конвертера на шлак присадили 1,8 т доломита осушенного (содержание MgO 17,0%) и 0,35 т кокса, после чего в течение 4 мин производилась раздувка шлака азотом.After the metal was drained from the converter, 1.8 tons of dried dolomite (MgO content 17.0%) and 0.35 tons of coke were added to the slag, after which the slag was blown with nitrogen for 4 minutes.
В приведенном примере использование заявленного способа выплавки металла в конвертере по сравнению с ранее существующей технологией позволило снизить расход доломита на 31 кг и расход ФОМ на 66 кг.In the above example, the use of the claimed method of metal smelting in the converter compared to the previously existing technology allowed to reduce the consumption of dolomite by 31 kg and the consumption of POF by 66 kg.
Всего было произведено 500 опытных плавок. На 120 плавках (24,0% плавок) на основании данных, полученных с помощью комплексной математической модели, были получены рекомендации по снижению расхода магнийсодержащих материалов на плавку. При этом средневзвешенное рекомендуемое снижение магнийсодержащих материалов на плавку составило 8,43% относительно базового уровня. На 51 плавке (10,2% плавок) - были получены рекомендации по повышению расхода магнийсодержащих материалов на плавку относительно базового уровня. В 65,8% плавках рекомендации комплексной математической модели по расходу магнийсодержащих материалов на плавку соответствовали базовому уровню. Средневзвешенное снижение расхода магнийсодержащих материалов на опытных плавках относительно базового уровня составило 2,3%. Стойкость футеровки конвертера осталась на прежнем уровне.A total of 500 experimental swimming trunks were produced. On 120 heats (24.0% of heats), on the basis of data obtained using a complex mathematical model, recommendations were received on reducing the consumption of magnesium-containing materials for heats. At the same time, the weighted average recommended reduction of magnesium-containing materials for smelting was 8.43% relative to the base level. At 51 heats (10.2% of heats), recommendations were received on increasing the consumption of magnesium-containing materials for heats relative to the base level. In 65.8% of swimming trunks, recommendations of a complex mathematical model for the consumption of magnesium-containing materials for melting corresponded to the baseline. The weighted average reduction in the consumption of magnesium-containing materials in experimental swimming trunks relative to the base level was 2.3%. The durability of the converter lining has remained unchanged.
Таким образом, предлагаемый способ выплавки металла в конвертере позволяет снизить расход магнийсодержащих шлакообразующих материалов, присаживаемых по ходу продувки металла в конвертере, при сохранении срока службы футеровки конвертера.Thus, the proposed method of smelting metal in the converter allows to reduce the consumption of magnesium-containing slag-forming materials, seated during the purge of metal in the converter, while maintaining the service life of the lining of the converter.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129171/02A RU2603759C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of melting metal in converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015129171/02A RU2603759C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of melting metal in converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2603759C1 true RU2603759C1 (en) | 2016-11-27 |
Family
ID=57774693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015129171/02A RU2603759C1 (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Method of melting metal in converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2603759C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2164952C1 (en) * | 2000-06-15 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method of steel melting in converter |
| RU2260626C1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method for steel melting in converter |
| RU2387717C2 (en) * | 2008-05-19 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of steelmaking in converter |
-
2015
- 2015-07-16 RU RU2015129171/02A patent/RU2603759C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2164952C1 (en) * | 2000-06-15 | 2001-04-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method of steel melting in converter |
| RU2260626C1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method for steel melting in converter |
| RU2387717C2 (en) * | 2008-05-19 | 2010-04-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method of steelmaking in converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102002556B (en) | Steelmaking refining slag containing rare earth oxides and its preparation and use method | |
| CN106148630B (en) | A kind of method of the low-phosphorous low-sulfur molten steel of converter smelting | |
| CN103205524B (en) | Method for smelting low-sulfur steel from semi-steel | |
| JP6743915B2 (en) | Method for desulfurizing molten steel and desulfurizing agent | |
| CN101798612B (en) | Process for washing, pre-desulfurizing and refining tapping steel slag of converter | |
| CN103403194B (en) | The sulfur method of steel | |
| CN104498662B (en) | A kind of deep-draw is pulled out by the control method of high-carbon steel wire rod field trash | |
| JP2012012648A (en) | Method for applying desulfurize-treatment to molten steel | |
| CN101550513A (en) | A method for fast and deep desulfurization of low-carbon aluminum-killed steel | |
| CN102517420A (en) | Ladle refining deep desulfurization method for low-carbon aluminum killed steel | |
| CN103555886B (en) | Method for smelting ultralow-sulfur steel by using vanadium-containing molten iron | |
| RU2603759C1 (en) | Method of melting metal in converter | |
| CN103468881B (en) | Method for prolonging service life of RH inserting tube | |
| JPH11229020A (en) | Method for protecting refractory lining of kiln for metal refining and melting | |
| CN115449596A (en) | Method for controlling content of aluminum in molten steel | |
| KR101584096B1 (en) | put into the proper amount of light burned dolomite refining converter method | |
| RU2353662C2 (en) | Method of steel smelting in converter | |
| RU2413006C1 (en) | Procedure for treatment of steel in casting ladle | |
| JP2004277830A (en) | Converter steelmaking method | |
| RU2012143266A (en) | METHOD FOR SINGING AND EXTERNAL PROCESSING OF HIGH-QUALITY STEEL FOR RAIL RAILS | |
| RU2203329C1 (en) | Method of making steel in oxygen converter | |
| RU2387717C2 (en) | Method of steelmaking in converter | |
| RU2280081C1 (en) | Low-manganese cast iron conversion method in converter | |
| RU2255982C1 (en) | Method of making steel in oxygen converter | |
| RU2533071C1 (en) | Method of steel production |