RU2626368C2 - Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей - Google Patents
Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626368C2 RU2626368C2 RU2015152641A RU2015152641A RU2626368C2 RU 2626368 C2 RU2626368 C2 RU 2626368C2 RU 2015152641 A RU2015152641 A RU 2015152641A RU 2015152641 A RU2015152641 A RU 2015152641A RU 2626368 C2 RU2626368 C2 RU 2626368C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- metallurgy
- electric arc
- ratio
- waste
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 9
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 title 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 claims abstract description 12
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011233 carbonaceous binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 description 2
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001071864 Lethrinus laticaudis Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/242—Binding; Briquetting ; Granulating with binders
- C22B1/244—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic
- C22B1/245—Binding; Briquetting ; Granulating with binders organic with carbonaceous material for the production of coked agglomerates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/14—Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
- C22B1/24—Binding; Briquetting ; Granulating
- C22B1/248—Binding; Briquetting ; Granulating of metal scrap or alloys
-
- 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)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам. Шихтовый материал для дуговых электропечей состоит из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу. При этом упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, а соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Изобретение обеспечивает рециклинг дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, науглероживание металлической ванны дуговой электропечи и экономию электроэнергии. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургических процессов получения расплава черных металлов в дуговых электропечах, а именно к применяемым для этой цели шихтовым материалам.
Может быть использовано для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.
Известен способ науглероживания железо-углеродистых расплавов чугуном, коксом и электродным боем [1], включающий в себя выплавку чугуна в электродуговых, индукционных печах и газовых вагранках с копильником, ввод науглероживателя инжекционным способом под зеркало металла.
Недостатками [1] являются:
1. Данные материалы обладают определенной и достаточно высокой дороговизной и дефицитностью.
2. В результате введения чугуна в шихту в металле увеличивается содержание фосфора, который потребует проведения металлургических операций по его выводу из металла. В этой связи использование чугуна в шихте как науглероживателя ограничено.
3. Кокс и электродный бой ввиду отсутствия развитой поверхности соприкосновения с железом требуют определенного регламента их ввода в шихту для улучшения усвоения.
4. Кокс является источником загрязнения металла серой особенно тогда, когда в его «генезисе» имеет место донецкий уголь. Это обстоятельство также требует проведения металлургических операций по выводу серы из металла, которые обуславливают повышенный расход шлакообразующих, увеличение трудоемкости сталеплавильного процесса, длительность плавки и применение различных способов ковшевой десульфурирующей обработки металла. В комплексе указанные обстоятельства увеличивают затраты на производство стали.
Известен композиционный шихтовый материал для производства высококачественной стали [2], который представляет собой рудно-угольные окатыши с содержанием суммарного углерода, обеспечивающего полное восстановление окислов железа.
Недостатками [2] в составе шихты дуговых электропечей при плавке стали являются:
1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.
2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, которая имеет негативное влияние на сталеплавильный процесс.
3. Материал является источником железа для металлической ванны дуговой электропечи, но не насыщают ее углеродом для проведения процесса кипения.
4. Использование в шихте материала не позволяет сократить расход электроэнергии.
Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является способ прямого получения железа [3], включающий подачу компонентов шихты, содержащей руду, углеродистый восстановитель и флюс в форме рудоугольного брикета неограниченной длины, погружаемый в расплав металла, а окись углерода дожигают для передачи тепла расплаву.
Недостатками прототипа [3] являются:
1. Отсутствие в составе металлического железа. Это обстоятельство ограничивает рециклирование многих дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо.
2. Уголь, входящий в состав указанных известных шихтовых материалов, имеет повышенное содержание серы, негативное влияние которой на сталеплавильный процесс освещено выше.
Целью предполагаемого изобретения является рециклирование дисперсных отходов металлургии и машиностроения, которые имеют в своем составе металлическое железо, а также введение науглероживающего компонента, не имеющего в своем составе серы.
Цели достигают тем, что в состав материала входит металлическое железо на углеродистой связке, не имеющей в своем составе серы.
При проведении указанных металлургических процессов для рафинирования металла осуществляют кипение электросталеплавильной ванны. Для проведения этой операции необходимо повышенное относительно марочного состава количество углерода в металле.
Заявляемое изобретение может быть осуществлено, например, следующим путем.
Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей вводится на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи. В состав этого материала входят железосодержащие отходы металлургии и машиностроения дисперсного вида, в которых железо может быть как восстановленным, так и окисленным. Связка является углеродистой и представляет собой отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов (каменноугольный и нефтяной пеки, битумы, фильтропрессовые осадки, кубовые остатки от дисциляции жирных кислот). Соотношение окисленного и восстановленного железа в наполнительной части композита меняется в пределах: от 1:0 до 0:1. Т.е. возможно формирование композита, как из окисленного железа, так и железа в свободном состоянии. Соотношение между наполнителем и связующим меняется в пределах: от 0,7:0,3 до 0,2:0,8. Это соотношение обусловлено связующими свойствами углеродистой связки. На фиг. приведена Таблица, где представлены экспериментальные данные.
Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что, если содержание (масс. %) углеродистого связующего менее 30% и более 80% формообразование композиционного шихтового материала не происходит.
Технический результат заключается в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии дисперсного вида, содержащих железо, а также отходы переработки каменноугольной, торфяной, древесной и нефтяной смол, семян растений и других исходных материалов, содержащих углерод. Рециклирование осуществляется путем использования композиционного шихтового материала для дуговых электропечей, загружаемого на подину дуговой электросталеплавильной печи в процессе завалки, для насыщения металлической ванны железом, углеродом и экономии электрической энергии.
Заявляемый композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, вводимый на подину дуговой электропечи совместно с другими материалами загрузочной бадьи, решает следующие задачи:
1) является источником железа для металлической ванны;
2) науглероживает металлическую ванну дуговой электропечи для проведения процесса кипения;
3) позволяет экономить дорогостоящую электроэнергию при проведении электросталеплавильных процессов.
Приведенные примеры применения предполагаемого изобретения показывают его полезность для процессов переработки отходов машиностроения и металлургии, а также раскисления стали.
Предполагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.
Предполагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.
Заявленное техническое решение можно реализовать на предприятия машиностроения и металлургии в процессе переработки дисперсных железосодержащих отходов и раскисления стали.
Источники информации
1. Электрометаллургия стали и ферросплавов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Рысс М.А., Строганов А.И., Ярцев М.А. - Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1984. - 568 с.
2. Патент РФ 2009207 от 15.03.94.
3. Патент РФ 2080391 от 27.05.97.
Claims (1)
- Композиционный шихтовый материал для дуговых электропечей, состоящий из дисперсных железосодержащих отходов металлургии и машиностроения и углеродистого связующего, не содержащего серу, отличающийся тем, что упомянутые отходы содержат окисленное и/или восстановленное железо с соотношением между ними в пределах от 1:0 до 0:1, при этом соотношение между упомянутыми отходами и связующим составляет от 0,7:0,3 до 0,2:0,8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152641A RU2626368C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015152641A RU2626368C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015152641A RU2015152641A (ru) | 2017-06-14 |
| RU2626368C2 true RU2626368C2 (ru) | 2017-07-26 |
Family
ID=59067999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015152641A RU2626368C2 (ru) | 2015-12-08 | 2015-12-08 | Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2626368C2 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2329311C2 (ru) * | 2006-07-26 | 2008-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой" | Способ пакетирования лома и отходов черных металлов |
| RU2514241C2 (ru) * | 2012-06-21 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Синтетический композиционный шихтовой материал для производства высококачественной стали |
-
2015
- 2015-12-08 RU RU2015152641A patent/RU2626368C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2329311C2 (ru) * | 2006-07-26 | 2008-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Регионстрой" | Способ пакетирования лома и отходов черных металлов |
| RU2514241C2 (ru) * | 2012-06-21 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Синтетический композиционный шихтовой материал для производства высококачественной стали |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015152641A (ru) | 2017-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| CN102965469B (zh) | 利用钢中二次氧化物夹杂的冶炼控制方法 | |
| RU2626368C2 (ru) | Композиционный шихтовой материал для дуговых электропечей | |
| RU2573847C1 (ru) | Способ выплавки стали в электрических печах | |
| CN103993118B (zh) | 一种含钒钛铁矿的冶炼方法 | |
| CA2995170A1 (en) | Method for making steel in an electric arc furnace | |
| RU2514241C2 (ru) | Синтетический композиционный шихтовой материал для производства высококачественной стали | |
| US3072474A (en) | Cokeless smelting of ore | |
| RU2532538C1 (ru) | Смесь для выплавки стали в электродуговой печи с получением сырьевого материала для цинковой промышленности | |
| CN105002326A (zh) | 一种中频炉冶炼制备低磷低硫铸钢材料的方法 | |
| Matsanga et al. | Manganese alloy production─ a review of the SAF process and emerging technologies | |
| Mukhambetgaliev et al. | Improving the process of making alumosilicomanganese | |
| FI64191C (fi) | Foerfarande foer tillvaratagande av nickel ur nickel-jaern-slagg eller nickelmalm av laog grad | |
| RU2618294C1 (ru) | Способ выплавки синтетического высокопрочного чугуна в индукционных печах | |
| Hassan et al. | Phosphorous behavior in Electric Arc Furnace steelmaking with the melting of high phosphorous content direct reduced iron | |
| SU434104A1 (ru) | Рафинирующая смесь | |
| WO2020010206A1 (en) | Calcium, aluminum and silicon alloy, as well as a process for the production of the same | |
| RU2355780C2 (ru) | Способ выплавки легированной ванадием стали из комплексной шихты | |
| Nokhrina et al. | Direct alloying of steel with nickel concentrate | |
| RU2309181C1 (ru) | Способ выплавки ванадийсодержащей стали | |
| SU897882A1 (ru) | Способ получени малоуглеродистого ферромарганца | |
| SU1008250A1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговых печах | |
| SU143824A1 (ru) | Способ легировани стали вольфрамом | |
| SU414316A1 (ru) | ||
| SU447441A1 (ru) | Способ выплавки стали и сплавов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171209 |