RU2608008C1 - Procedure for melting steel in oxygen converter - Google Patents
Procedure for melting steel in oxygen converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608008C1 RU2608008C1 RU2015157424A RU2015157424A RU2608008C1 RU 2608008 C1 RU2608008 C1 RU 2608008C1 RU 2015157424 A RU2015157424 A RU 2015157424A RU 2015157424 A RU2015157424 A RU 2015157424A RU 2608008 C1 RU2608008 C1 RU 2608008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- oxygen
- ore
- raw
- iron
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 32
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 19
- 238000002844 melting Methods 0.000 title description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 title description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 55
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 claims abstract description 11
- 239000004571 lime Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 5
- 229910021646 siderite Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 19
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 claims description 12
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 7
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 abstract description 33
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 abstract description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 5
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910001515 alkali metal fluoride Inorganic materials 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
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000009918 complex formation Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical class [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 235000011160 magnesium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 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 конвертерному производству, и может быть использовано при производстве стали.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to converter production, and can be used in the production of steel.
Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку извести и магнезиально-глиноземистого флюса. Причем указанный флюс изготавливают методом брикетирования из обожженного во вращающейся печи материала, содержащего оксиды магния и железа, совместно со шлаком, полученным путем переплава алюминиевого лома с добавкой или без добавки углеродсодержащих материалов, дополнительно содержащий оксиды, и(или) хлориды, и(или) фториды щелочных металлов (патент РФ №2353662, С21С 5/28).A known method of steelmaking in an oxygen converter, including filling scrap, casting iron, blowing metal with oxygen, an additive of lime and magnesia-alumina flux. Moreover, this flux is produced by briquetting from a material burned in a rotary kiln containing magnesium and iron oxides, together with slag obtained by remelting aluminum scrap with or without carbon-containing materials, additionally containing oxides, and (or) chlorides, and (or) alkali metal fluorides (RF patent No. 2353662, C21C 5/28).
Недостатком известного способа является низкое качество выплавляемой стали из-за того, что используемый флюс содержит в своем составе шлак, содержащий большое количество вредных примесей. Кроме того, недостатком является снижение производительности конвертера из-за высокого содержания оксида магния в составе флюса, который имеет низкую охлаждающую способность. Это приводит к увеличению количества шлака, повышению его вязкости и вызывает необходимость в промежуточном его удалении.The disadvantage of this method is the low quality of steel due to the fact that the flux used in its composition contains slag containing a large amount of harmful impurities. In addition, the disadvantage is the reduction in converter performance due to the high content of magnesium oxide in the flux composition, which has a low cooling capacity. This leads to an increase in the amount of slag, an increase in its viscosity and necessitates its intermediate removal.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий подачу в конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии. При этом в металлошихту вводят дополнительно железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков с содержанием железа общего не менее 85% в соотношении к количеству металлолома 2:1, а в составе шлакообразующих материалов дополнительно используют шлакообразующие охладители в виде известняка и сырого доломита (см. пат. РФ №2386703, С21С 5/28).The closest analogue of the claimed invention is a method of steelmaking in an oxygen converter, comprising supplying slag-forming materials in the form of lime, iron and crude dolomite to the converter as liquid metal and scrap metal, subsequent purging of the metal with oxygen from above through an immersion lance with a change in oxygen consumption and position of the lance above the melt in a calm state. At the same time, an iron-containing product for processing waste slag with an iron content of at least 85% in proportion to the amount of scrap metal is added to the metal charge in an amount of 2: 1, and slag-forming coolers in the form of limestone and raw dolomite are additionally used in the composition of slag-forming materials (see US Pat. 2386703, C21C 5/28).
Недостатком известного способа является низкое качество выплавляемой стали из-за повышенного содержания в ней фосфора, серы и других неметаллических включений в результате нарушения теплового режима, затрудняющего процесс дефосфорации и десульфурации. Это связано с использованием железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков в качестве заменителя металлического лома, имеющего более низкий охлаждающий эффект, что требует применения дополнительных охладителей процесса в виде известняка и сырого доломита, количество которых зависит не только от учитываемых факторов, но и от состава и свойств используемого железосодержащего продукта и дополнительных охладителей. Состав и свойства этих материалов известны приблизительно и изменяются в широких пределах, что может привести к ухудшению процесса шлакообразовании, например к чрезмерному увеличению шлака и необходимости его промежуточного удаления.The disadvantage of this method is the low quality of steel due to the increased content of phosphorus, sulfur and other non-metallic inclusions as a result of violation of the thermal regime, which impedes the process of dephosphorization and desulfurization. This is due to the use of the iron-containing waste slag processing product as a substitute for scrap metal having a lower cooling effect, which requires the use of additional process coolers in the form of limestone and raw dolomite, the amount of which depends not only on the factors taken into account, but also on the composition and properties of the used iron-containing product and additional coolers. The composition and properties of these materials are approximately known and vary widely, which can lead to a deterioration in the process of slag formation, for example, to an excessive increase in slag and the need for its intermediate removal.
Кроме того, для поддержания необходимой окисленности шлака требуется дополнительный расход продувочного кислорода, что приводит к значительным потерям железа и увеличению продолжительности процесса продувки. Одновременно возрастает расход флюса с высоким содержанием оксида магния, обеспечивающий защиту футеровки от разрушения.In addition, to maintain the necessary oxidation of the slag, an additional flow of purge oxygen is required, which leads to significant losses of iron and an increase in the duration of the purge process. At the same time, the consumption of flux with a high content of magnesium oxide increases, providing protection of the lining from destruction.
Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в увеличении выхода годной стали при одновременном повышении ее качества.The problem solved by the claimed invention is to increase the yield of steel while improving its quality.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в создании оптимального теплового и шлакового режима плавки за счет процесса разложения карбонатов сидеритовой руды, сопровождающегося интенсивным поглощением тепла.The technical result, which provides a solution to the problem, is to create the optimal thermal and slag melting regime due to the decomposition of siderite ore carbonates, accompanied by intense heat absorption.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе выплавки стали в кислородном конвертере, включающем подачу в конвертер в качестве металлошихты жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита, последующую продувку металла кислородом сверху через погружную фурму с изменением расхода кислорода и положения фурмы над уровнем расплава в спокойном состоянии, согласно изобретению одновременно с продувкой кислородом в расплав дополнительно вводят порциями сырую сидеритовую руду с интервалом от 1 до 1,5 минут в количестве 1,0-1,5% от суммы расхода металлошихты при соотношении сырой сидеритовой руды к количеству металлолома в шихте 0,08:1-0,16:1.The problem is solved in that in the known method of steelmaking in an oxygen converter, which includes feeding into the converter liquid iron and scrap metal, slag-forming materials in the form of lime, iron and crude dolomite, subsequent purging of the metal with oxygen from above through an immersion lance with a change in oxygen consumption and the position of the tuyere above the melt level in a calm state, according to the invention, simultaneously with the blowing with oxygen, crude siderite is additionally introduced into the melt in portions a hook with an interval of 1 to 1.5 minutes in an amount of 1.0-1.5% of the metallic charge flow amount at a ratio of crude ore siderite to the quantity of scrap in the charge 0.08: 1-0,16: 1.
Кроме того, используют сырую сидеритовую руду класса крупности 20-60 мм.In addition, raw siderite ore of a particle size class of 20-60 mm is used.
Кроме того, используют сырую сидеритовую руду с содержанием железа (Fe) не менее 25% и оксида магния (MgO) не менее 9%.In addition, raw siderite ore is used with an iron (Fe) content of at least 25% and magnesium oxide (MgO) of at least 9%.
Сидеритовая руда представляет собой изоморфную смесь карбонатов железа, марганца и магния. Кроме того, указанная руда содержит минеральные включения в виде алюмосиликатов, кремнийсодержащих сланцев, сульфатов и карбонатов.Siderite ore is an isomorphic mixture of carbonates of iron, manganese and magnesium. In addition, this ore contains mineral inclusions in the form of aluminosilicates, silicon-containing shales, sulfates and carbonates.
Использовать сырую сидеритовую руду класса крупности менее 20 мм нецелесообразно ввиду возможного ее разрушения и обильного пылеобразования, а также выноса руды из конвертера при продувке кислородом.It is impractical to use raw siderite ore of a particle size class of less than 20 mm due to its possible destruction and abundant dust formation, as well as the removal of ore from the converter when purged with oxygen.
Использовать сырую сидеритовую руду класса крупности более 60 мм также нецелесообразно, так как это приводит к ухудшению взаимодействия кусков с расплавом и замедлению разложения карбонатов руды, что замедляет процесс плавки и негативно сказывается на стабильности теплового режима.It is also impractical to use raw siderite ore of a size class larger than 60 mm, as this leads to a deterioration in the interaction of the pieces with the melt and a slowdown in the decomposition of ore carbonates, which slows down the smelting process and negatively affects the stability of the thermal regime.
Содержание железа в сидеритовой руде менее 25% приводит к уменьшению выхода годного металла, а содержание оксида магния менее 9% - к пониженному содержанию его в шлаке, что ухудшает его физико-химические свойства и снижает стойкость футеровки конвертера.An iron content in siderite ore of less than 25% leads to a decrease in metal yield, and a magnesium oxide content of less than 9% leads to a reduced content of it in the slag, which impairs its physicochemical properties and reduces the resistance of the converter lining.
Заявляемый способ выплавки стали в кислородном конвертере осуществляется следующим образом.The inventive method of steelmaking in an oxygen converter is as follows.
Первоначально производят завалку в конвертер металлического лома с последующей загрузкой части шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита. Затем заливают жидкий чугун. Конвертер устанавливают в вертикальное положение, опускают погружную фурму на заданный уровень и включают подачу кислорода. Одновременно с началом продувки загружают первую порцию сырой сидеритовой руды в количестве 1-1,5% от суммарного расхода металлошихты при количественном соотношении указанной руды к металлолому в шихте 0,08:1-0,16:1. Далее через 1-1,5 минуты вводят очередную порцию сырой сидеритовой руды и оставшееся количество других шлакообразующих материалов в виде извести, ожелезненного и сырого доломита.Initially, the scrap metal is filled into a converter with the subsequent loading of a part of the slag-forming materials in the form of lime, iron and raw dolomite. Then pour molten iron. The converter is installed in a vertical position, lower the immersion lance to a predetermined level and turn on the oxygen supply. Simultaneously with the start of purging, the first portion of raw siderite ore is loaded in an amount of 1-1.5% of the total charge of the metal charge with a quantitative ratio of this ore to scrap metal in the charge of 0.08: 1-0.16: 1. Then, after 1-1.5 minutes, the next portion of raw siderite ore and the remaining amount of other slag-forming materials in the form of lime, iron and raw dolomite are introduced.
Порционная подача руды в расплав согласно заявляемому способу позволяет уже на начальном этапе получить жидкоподвижный шлак повышенной основности, что позволяет сократить бесшлаковый период продувки и обеспечить спокойное протекание процесса. За счет введения в расплав небольших порций подаваемой сидеритовой руды достигаются наиболее благоприятные условия для разложения карбонатов руды в первой трети периода продувки, что позволяет вести процесс при сформированном шлаке и нормализованном температурном режиме.The batch feed of ore into the melt according to the claimed method allows even at the initial stage to obtain liquid-bearing slag of increased basicity, which allows to reduce the non-slag purge period and ensure a smooth process. Due to the introduction of small portions of siderite ore into the melt, the most favorable conditions are achieved for the decomposition of ore carbonates in the first third of the purge period, which allows the process to be carried out with formed slag and normalized temperature conditions.
Остальную часть сырой сидеритовой руды подают в расплав порциями с интервалом от 1 до 1,5 минут.The rest of the raw siderite ore is fed into the melt in portions at intervals of 1 to 1.5 minutes.
Вводить сидеритовую руду в расплав с интервалом менее 1 минуты нецелесообразно, так как она не успевает полностью раствориться в шлаке, что приводит к нарушению теплового и шлакового режимов продувки.It is not advisable to introduce siderite ore into the melt with an interval of less than 1 minute, since it does not have time to completely dissolve in the slag, which leads to a violation of the thermal and slag purge regimes.
Вводить сидеритовую руду в расплав с интервалом, превышающим 1,5 минуты, также нецелесообразно, так как удлиняется период подачи шлакообразующих материалов, увеличивается продолжительность продувки и, как следствие, снижается производительность.It is also inexpedient to introduce siderite ore into the melt with an interval exceeding 1.5 minutes, since the feeding period of slag-forming materials is lengthened, the duration of purging is increased, and, as a result, productivity is reduced.
Использовать сидеритовую руду в количестве менее 1% от суммы расхода металлошихты (чугуна и лома) нецелесообразно, так как потребуется увеличить количество порций, что приведет к замедлению процесса их усвоения и увеличению продолжительности продувки, а следовательно, к снижению производительности конвертера.It is not advisable to use siderite ore in an amount of less than 1% of the total consumption of metal charge (cast iron and scrap), since it will be necessary to increase the number of portions, which will slow down the process of their assimilation and increase the duration of purging, and therefore, reduce the productivity of the converter.
При использовании сидеритовой руды в количестве, превышающем 1,5% от суммы расхода металлошихты (чугуна и лома), нарушается тепловой баланс процесса с накоплением оксидов железа в шлаке с последующим взрывообразным выделением газов, сопровождающихся выбросами металла и шлака из конвертера. Это приводит к увеличению продолжительности плавки, снижению выхода годного металла и производительности конвертера.When siderite ore is used in an amount exceeding 1.5% of the total consumption of metal charge (cast iron and scrap), the thermal balance of the process is disrupted with the accumulation of iron oxides in the slag, followed by explosive gas evolution, accompanied by emissions of metal and slag from the converter. This leads to an increase in the duration of smelting, a decrease in the yield of metal and the performance of the converter.
Вводить сырую сидеритовую руду в соотношении к металлолому в шихте менее чем 0,08:1 нецелесообразно из-за нежелательного перегрева металла и дополнительного использования различных охладителей. Это приведет к дисбалансу теплового и шлакового режимов, снижению выхода годной стали и ухудшению ее качества. Кроме того, в шлаковую смесь поступает меньшее количество оксидов магния, что приводит к снижению стойкости футеровки конвертера.To introduce raw siderite ore in the ratio to scrap metal in the charge of less than 0.08: 1 is impractical due to undesirable overheating of the metal and the additional use of various coolers. This will lead to an imbalance of the thermal and slag regimes, a decrease in the yield of suitable steel and a deterioration in its quality. In addition, a smaller amount of magnesium oxides enters the slag mixture, which leads to a decrease in the resistance of the converter lining.
При соотношении сырой сидеритовой руды к металлолому в шихте в количестве, превышающем 0,16:1, приведет к нарушению теплового баланса из-за снижения температуры металла. Это потребует подачи кислорода дутья для дополнительного окисления железа и сохранения баланса тепла. Это повлечет за собой дополнительные потери железа и ухудшение его качества, повышенный расход кислорода дутья и увеличение длительности продувки. Кроме того, это ведет к переизбытку оксидов магния в шлаке и его чрезмерному загущению, что негативно влияет на процессы дефосфорации и десульфурации. При этом увеличивается количество шлака, возникает потребность в его промежуточном удалении.When the ratio of raw siderite ore to scrap metal in the charge in an amount exceeding 0.16: 1, will lead to a violation of the heat balance due to a decrease in the temperature of the metal. This will require blast oxygen to further oxidize the iron and maintain a heat balance. This will entail additional loss of iron and deterioration of its quality, increased oxygen consumption of the blast and an increase in the duration of the purge. In addition, this leads to an excess of magnesium oxides in the slag and its excessive thickening, which negatively affects the processes of dephosphorization and desulfurization. This increases the amount of slag, there is a need for its intermediate removal.
Таким образом, порционная подача сырой сидеритовой руды одновременно с началом процесса продувки по заявляемому режиму позволяет создать комплексные тепловые и химические локально-активированные и перекрестные состояния в объеме полупродукта, способствующие удалению неметаллических включений и нормализации температуры по всему объему за счет активного разложения карбонатов железа, магния, кальция и марганца (FeCO3, MgCO3, CaCO3, MnCO3) до оксидов железа, магния, кальция и марганца. Это способствует достижению сбалансированного содержания оксидов железа с последующим их взаимодействием с кальцием, поступаемым со шлакообразующими материалами, в результате чего образуются легкоплавкие включения (CaFe2O4, Ca2Fe2O5). Это позволяет уже после подачи первой порции руды получать активный жидкоподвижный шлак, улучшая общее течение процессов взаимодействия компонентов расплава, а также способствуя наибольшему усвоению присадок (извести, доломита), подаваемых в расплав. Также руда используется в качестве дополнительного железосодержащего материала, что позволяет уменьшить долю постоянно ухудшающегося, нестабильного по химическому составу дорожающего лома и увеличить при этом долю чугуна с сохранением оптимального теплового режима плавки.Thus, the batch feed of raw siderite ore simultaneously with the start of the purge process according to the claimed regime allows the creation of complex thermal and chemical locally activated and cross-states in the volume of the intermediate product, which help to remove non-metallic inclusions and normalize the temperature throughout the volume due to the active decomposition of iron and magnesium carbonates , calcium and manganese (FeCO 3 , MgCO 3 , CaCO 3 , MnCO 3 ) to the oxides of iron, magnesium, calcium and manganese. This helps to achieve a balanced content of iron oxides with their subsequent interaction with calcium supplied with slag-forming materials, resulting in the formation of low-melting inclusions (CaFe 2 O 4 , Ca 2 Fe 2 O 5 ). This makes it possible, after the first portion of the ore has been fed, to obtain active liquid slag, improving the overall course of the processes of interaction of the components of the melt, and also contributing to the maximum absorption of additives (lime, dolomite) supplied to the melt. Ore is also used as an additional iron-containing material, which allows to reduce the proportion of constantly deteriorating, unstable in terms of the chemical composition of rising scrap and to increase the proportion of cast iron while maintaining the optimal thermal mode of smelting.
Кроме того, за счет последовательного полного растворения в расплаве небольших порций сидеритовой руды образуются более востребованные для полупродукта структурно-размягченные глобули, что позволяет провести процесс насыщения расплава кислородом в полном объеме, при этом существенно снизить расход подаваемого в эмульсию расплава кислорода дутья.In addition, due to the sequential complete dissolution of small portions of siderite ore in the melt, structurally softened globules more in demand for the intermediate product are formed, which allows the melt to be saturated with oxygen in full, while significantly reducing the flow rate of blast oxygen supplied to the emulsion of the melt.
Заявляемый способ позволяет повысить стойкость футеровки за счет дополнительного образования оксидов магния из руды, благодаря чему достигается оптимальное их содержание в шлаке на уровне 10-11%, что также позволит использовать шлак для нанесения гарнисажа на футеровку конвертера.The inventive method allows to increase the resistance of the lining due to the additional formation of magnesium oxides from ore, which ensures their optimum content in the slag at the level of 10-11%, which will also allow the use of slag for applying a skull on the converter lining.
В процессе разложения руды образуемые оксиды железа вступают в реакцию с элементами металлического расплава с комплексным образованием оксидов углерода (СО 85-95%). Пузырьки оксида углерода, выделяясь из жидкого металла, обеспечивают барботаж расплава в конвертере, уменьшающий образование нестабильной шлакометаллической эмульсии с одновременным понижением пылевыделения при продувке. При таком состоянии расплава уменьшается содержание углерода в металле до требуемого, выравнивается температура по объему ванны, частично удаляются неметаллические включения за счет стабилизированного барботажа, а также нежелательные газы. Все это способствует повышению качества металла.In the process of ore decomposition, the formed iron oxides react with the elements of the metal melt with the complex formation of carbon oxides (CO 85-95%). Bubbles of carbon monoxide, released from the liquid metal, provide bubbler of the melt in the converter, which reduces the formation of an unstable slag-metal emulsion with a simultaneous decrease in dust emission during purging. In this state of the melt, the carbon content in the metal decreases to the required one, the temperature is equalized to the volume of the bath, non-metallic inclusions are partially removed due to the stable bubbling, as well as unwanted gases. All this helps to improve the quality of the metal.
Кроме того, процесс разложения карбонатов сидеритовой руды на оксиды идет с активным поглощением тепла. Это позволяет использовать указанную руду и в качестве эффективного охладителя конвертерной плавки. А за счет увеличения доли основных оксидов в шлаке улучшается шлаковый режим, что способствует повышению качества стали, а также снижается потребность в кислороде дутья за счет образующихся оксидов железа, участвующих в окислительных процессах.In addition, the process of decomposition of siderite ore carbonates into oxides proceeds with active absorption of heat. This allows you to use the specified ore and as an effective cooler converter smelting. And due to the increase in the proportion of basic oxides in the slag, the slag regime improves, which improves the quality of steel, and the oxygen demand for blast is also reduced due to the formation of iron oxides involved in oxidation processes.
При выплавке стали по заявляемому способу снижаются потери металла в виде выносимых капель и брызг, выбросов, что обеспечивает увеличение выхода годного на 0,6-1,0%, а также повышается его качество ввиду более полного удаления неметаллических включений и вредных примесей, снижается расход кислорода и продолжительность продувки.When steel is smelted according to the claimed method, metal losses in the form of droplets and splashes, emissions are reduced, which ensures an increase in yield by 0.6-1.0%, and its quality also increases due to a more complete removal of non-metallic inclusions and harmful impurities, and consumption is reduced oxygen and purge duration.
Кроме того, заявляемый способ позволяет увеличить долю чугуна в металлошихте при выплавке стали, что способствует повышению качества стали за счет уменьшения доли лома и поступающих с ним цветных металлов и нежелательных примесей.In addition, the inventive method allows to increase the proportion of cast iron in the metal charge during steelmaking, which helps to improve the quality of steel by reducing the proportion of scrap and non-ferrous metals and unwanted impurities coming with it.
Конкретный пример осуществления способаA specific example of the method
При выплавке стали марки 08ПС в 370-тонном конвертере кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК» загружали 49 тонн металлолома в течение 2 минут, далее произвели заливку 358 т жидкого чугуна в течение 5 минут, температура которого составляла 1389°C, следующего химического состава: 0,761% Si, 0,262% Mn, 0,019% S и 0,063% P. Перед заливкой чугуна в конвертер подали 6 тонн извести, 2 тонны ожелезненного доломита и 4 тонны сырого доломита. Затем сверху через горловину конвертера ввели кислородную фурму и начали продувку кислородом с чистотой 99,7% O2 и интенсивностью подачи кислорода 1075 м3/мин⋅т.When smelting 08PS grade steel in a 370-ton converter of the oxygen-converter shop of OJSC MMK, 49 tons of scrap metal were loaded for 2 minutes, then 358 tons of molten iron were cast for 5 minutes, the temperature of which was 1389 ° C, of the following chemical composition: 0.761% Si, 0.262% Mn, 0.019% S and 0.063% P. Before casting, 6 tons of lime, 2 tons of ferruginous dolomite and 4 tons of raw dolomite were fed into the converter. Then, an oxygen lance was introduced through the neck of the converter from above and oxygen was purged with a purity of 99.7% O 2 and an oxygen supply rate of 1075 m 3 / min · t.
Одновременно с началом продувки стали кислородом ввели первую порцию сырой сидеритовой руды массой 4 тонны. Сидеритовая руда Бакальского месторождения класса крупности 30 мм следующего химического состава: 30,25% Feобщ, 9,45% MgO, 8,11% SiO2, 3,43% CaO, 2,35% Al2O3, 2,8% Fe2O3, 1,23% MnO, 0,16% S, 0,010% P и 36,07% потери массы при прокаливании. Продувка осуществлялась со ступенчатым изменением положения фурмы над уровнем расплава.Simultaneously with the start of steel purging with oxygen, the first portion of raw siderite ore was introduced, weighing 4 tons. Siderite ore of the Bakalsky deposit of a size class of 30 mm of the following chemical composition: 30.25% Fe total , 9.45% MgO, 8.11% SiO 2 , 3.43% CaO, 2.35% Al 2 O 3 , 2.8 % Fe 2 O 3 , 1.23% MnO, 0.16% S, 0.010% P and 36.07% weight loss on ignition. The purge was carried out with a stepwise change in the position of the tuyere above the melt level.
Через 1,5 минуты с начала продувки в конвертер дополнительно ввели 4 тонны сырой сидеритовой руды, после чего дополнительно ввели 9 тонн извести, 3 тонны ожелезненного доломита, 4 тонны сырого доломита. Температура стали после окончания продувки составила 1659°C. На повалке отобрали пробу полупродукта следующего химического состава: 0,043% C, 0,045% Mn, 0,016% S, 0,008% P, 0,022% Cr, 0,023% Ni, 0,046% Cu.After 1.5 minutes from the start of the purge, an additional 4 tons of raw siderite ore was added to the converter, after which an additional 9 tons of lime, 3 tons of ferruginous dolomite, 4 tons of raw dolomite were added. The temperature of the steel after purging was 1659 ° C. An intermediate sample of the following chemical composition was taken on a ditch: 0.043% C, 0.045% Mn, 0.016% S, 0.008% P, 0.022% Cr, 0.023% Ni, 0.046% Cu.
Был получен следующий состав шлака в конце продувки: 39,5% СаО, 15,8% SiO2, 10,7% MgO, 2,6% MnO, 22,3% FeO, 4,6% Fe2O3, 1,4% Al2O3, 1,0% P2O5, 0,3% Cr2O3, 1,9% V2O5.The following slag composition was obtained at the end of the purge: 39.5% CaO, 15.8% SiO 2 , 10.7% MgO, 2.6% MnO, 22.3% FeO, 4.6% Fe 2 O 3 , 1 , 4% Al 2 O 3 , 1.0% P 2 O 5 , 0.3% Cr 2 O 3 , 1.9% V 2 O 5 .
Затем произвели слив металла, продолжительность выпуска составила 8 минут. Во время выпуска металла из конвертера производилась отсечка конвертерного шлака. После окончания выпуска на поверхность стали было присажено 2,0 т извести и 0,47 т плавикового шпата.Then the metal was drained, the release time was 8 minutes. During the release of metal from the converter, converter slag was cut off. After the release, 2.0 tons of lime and 0.47 tons of fluorspar were planted on the steel surface.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания путем математического моделирования процесса выплавки стали, базирующегося на технологических данных паспортов проводимых плавок в кислородно-конвертерном цехе ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»). Для проведения расчетов использовали разработанную программу для ЭВМ «Расчет параметров выплавки стали в кислородном конвертере с верхней подачей дутья с использованием различных охладителей», адаптированную к реальным условиям кислородно-конвертерного цеха ОАО «ММК».To substantiate the advantages of the proposed method in comparison with the prototype, laboratory tests were carried out by mathematical modeling of the steel smelting process, based on the technological data of the passports of the melts in the oxygen-converter shop of OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works (OJSC MMK). To carry out the calculations, we used the developed computer program “Calculation of steelmaking parameters in an oxygen converter with an upper blast feed using various coolers”, adapted to the actual conditions of the oxygen-converter shop of OJSC MMK.
Было проведено 7 экспериментов, в том числе:7 experiments were carried out, including:
- эксперимент №1 с технологическими режимами и параметрами, выходящими за минимальные значения;- experiment No. 1 with technological modes and parameters that go beyond the minimum values;
- эксперимент №2-5 с технологическими режимами и параметрами по заявляемому способу;- experiment No. 2-5 with technological modes and parameters of the claimed method;
- эксперимент №6 с технологическими режимами, выходящими за максимальные значения;- experiment No. 6 with technological modes that go beyond the maximum values;
- эксперимент №7 по способу, взятому за прототип.- experiment No. 7 by the method taken as a prototype.
Технологические режимы, используемые по заявляемому способу и по прототипу, а также полученные результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2 соответственно.Technological modes used by the present method and the prototype, as well as the obtained research results are shown in tables 1 and 2, respectively.
Анализ результатов исследований, представленных в таблице 2, показывает, что использование заявляемого способа по сравнению с прототипом (эксперимент №7) позволяет:Analysis of the research results presented in table 2, shows that the use of the proposed method in comparison with the prototype (experiment No. 7) allows you to:
- повысить качество выплавляемой стали за счет пониженного содержания серы и фосфора;- to improve the quality of smelted steel due to the low content of sulfur and phosphorus;
- уменьшить количество лома на плавку;- reduce the amount of scrap for melting;
- увеличить выход годного металла от 0,6 до 1%;- increase the yield of metal from 0.6 to 1%;
- повысить стойкость футеровки путем улучшения процесса шлакообразования и оптимального содержания оксида магния в шлаке на уровне 10-11%;- increase the lining resistance by improving the process of slag formation and the optimal content of magnesium oxide in the slag at the level of 10-11%;
- сократить расход кислорода дутья и продолжительность продувки.- reduce oxygen consumption of the blast and the duration of the purge.
Использовать технологические параметры и режимы по эксперименту №1 (табл. 1) нецелесообразно, поскольку значительно понижается выход годного полупродукта, создается сильный, отклоняющийся от технологических инструкций перегрев полупродукта, нарушается тепловой баланс ванны, повышается содержание серы и фосфора, понижающих качество полупродукта. Кроме того, падает содержание оксидов магния в шлаке, повышая износ футеровки конвертера. Повышается расход кислорода.It is not advisable to use the technological parameters and modes of experiment No. 1 (Table 1), since the yield of the suitable intermediate is significantly reduced, a strong overheating of the intermediate is deviated from the technological instructions, the heat balance of the bath is disturbed, and the content of sulfur and phosphorus increases, lowering the quality of the intermediate. In addition, the content of magnesium oxides in the slag decreases, increasing the wear of the converter lining. Increases oxygen consumption.
Использовать технологические параметры и режимы по эксперименту №6 нецелесообразно, поскольку снижается качество полупродукта из-за высокого содержания вредных примесей - серы и фосфора. При этом ухудшается активность и жидкоподвижность шлака из-за повышенного содержания в нем оксидов магния. Нарушается тепловой баланс ванны, увеличивается продолжительность продувки и расход кислорода.Using the technological parameters and modes of experiment No. 6 is impractical, since the quality of the intermediate is reduced due to the high content of harmful impurities - sulfur and phosphorus. At the same time, the activity and liquid mobility of the slag deteriorates due to the increased content of magnesium oxides in it. The thermal balance of the bath is disturbed, the purge time and oxygen consumption increase.
Таким образом, заявляемый способ выплавки позволяет увеличить выход годной стали при одновременном повышении ее качества, а также повысить производительность кислородного конвертера и значительно снизить себестоимость выплавляемой стали.Thus, the inventive method of smelting can increase the yield of steel while improving its quality, as well as increase the performance of the oxygen converter and significantly reduce the cost of the smelted steel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2608008C1 true RU2608008C1 (en) | 2017-01-11 |
Family
ID=58455890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015157424A RU2608008C1 (en) | 2015-12-31 | 2015-12-31 | Procedure for melting steel in oxygen converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2608008C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981017A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 百色学院 | Pre-iron optimization batching method considering factor change influence |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1552919A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | Converter oxide and nitrogen top-blown dephosphorizing method |
| RU2353662C2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-04-27 | Константин Николаевич Демидов | Method of steel smelting in converter |
| RU2386703C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" | Method of steelmaking in basic oxygen converter |
| RU2465337C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of steelmaking in basic oxygen converter |
-
2015
- 2015-12-31 RU RU2015157424A patent/RU2608008C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1552919A (en) * | 2003-05-29 | 2004-12-08 | 宝山钢铁股份有限公司 | Converter oxide and nitrogen top-blown dephosphorizing method |
| RU2353662C2 (en) * | 2007-03-05 | 2009-04-27 | Константин Николаевич Демидов | Method of steel smelting in converter |
| RU2386703C1 (en) * | 2009-08-24 | 2010-04-20 | Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" | Method of steelmaking in basic oxygen converter |
| RU2465337C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-10-27 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Method of steelmaking in basic oxygen converter |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112981017A (en) * | 2019-12-16 | 2021-06-18 | 百色学院 | Pre-iron optimization batching method considering factor change influence |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5573424B2 (en) | Desulfurization treatment method for molten steel | |
| JP6028755B2 (en) | Method for melting low-sulfur steel | |
| US20130167688A1 (en) | Method of making low carbon steel using ferrous oxide and mineral carbonates | |
| JP5904238B2 (en) | Method of dephosphorizing hot metal in converter | |
| RU2386703C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| RU2608008C1 (en) | Procedure for melting steel in oxygen converter | |
| JP2003155516A (en) | Desulfurization method by ladle refining of molten steel | |
| RU2543658C1 (en) | Method of steel making in arc-type electric steel making furnace | |
| RU2542042C2 (en) | Depletion of copper-bearing slags | |
| RU2416650C2 (en) | Procedure for production of vanadium slag and steel alloyed with vanadium | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| Dishwar et al. | Effect of partially reduced highly fluxed DRI pellets on impurities removal during steelmaking using a laboratory scale EAF | |
| RU2465337C1 (en) | Method of steelmaking in basic oxygen converter | |
| JPH0297611A (en) | Cold iron source melting method | |
| RU2729692C1 (en) | Steel melting method in converter with combined blowdown | |
| RU2515403C1 (en) | Method of steel casting in arc steel furnace | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2479636C1 (en) | Method for steel making with low sulphur content | |
| RU2121512C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| RU2088672C1 (en) | Method for smelting steel in oxygen converters | |
| RU2387717C2 (en) | Method of steelmaking in converter | |
| SU1235968A1 (en) | Burden for producing ferrovanadium | |
| RU2294382C1 (en) | Charge for smelting the steel in the arc-furnaces | |
| SU1721097A1 (en) | Slag-forming mixture for metal refining | |
| SU652222A1 (en) | Method of treating rough ferronickel |