[go: up one dir, main page]

RU2729692C1 - Steel melting method in converter with combined blowdown - Google Patents

Steel melting method in converter with combined blowdown Download PDF

Info

Publication number
RU2729692C1
RU2729692C1 RU2019123266A RU2019123266A RU2729692C1 RU 2729692 C1 RU2729692 C1 RU 2729692C1 RU 2019123266 A RU2019123266 A RU 2019123266A RU 2019123266 A RU2019123266 A RU 2019123266A RU 2729692 C1 RU2729692 C1 RU 2729692C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
metal
nitrogen
steel
flux
Prior art date
Application number
RU2019123266A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Титов
Евгений Николаевич Тюленев
Евгений Евгеньевич Зернов
Андрей Петрович Возчиков
Татьяна Викторовна Борисова
Константин Николаевич Демидов
Владимир Игоревич Носенко
Александр Николаевич Филатов
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Общество с ограниченной ответственностью "Русское горно-химическое общество"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат", Общество с ограниченной ответственностью "Русское горно-химическое общество" filed Critical Публичное Акционерное Общество "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority to RU2019123266A priority Critical patent/RU2729692C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729692C1 publication Critical patent/RU2729692C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter

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

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to ferrous metallurgy, particularly, to steel making in converter with combined blowdown. Method comprises charging solid metal charge and pouring liquid iron, blowing metal with oxygen from above and nitrogen from below, feeding slag-forming and iron-containing materials into converter, at that, during melting, to the converter before the period of intensive decarburisation of metal, additionally magnesian flux is added in amount of 2–15 kg/t of steel containing, wt. %: magnesium oxide 40.0–70.0, silicon oxide 0.5–15.0, calcium oxide 1.0–15.0, iron oxide 0.1–5.0, loss on ignition 20.0–50.0, admixtures - balance.
EFFECT: higher quality of steel due to reduced content of nitrogen and reduced wear of converter lining.
3 cl, 1 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способу выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to a method for steelmaking in a converter with combined blowing.

Широко известен и применяется в конвертерном производстве способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов и флюса, содержащего оксиды магния 40-95%, кальция 0,5-45%, алюминия 0,1-30%, кремния 1,0-20% и железа - остальное. Флюс получают спеканием в печи с возможным дополнительным брикетированием добавок органических и\или минеральных соединений и алюмосодержащих материалов. Флюс вводят в конвертер в количестве 0,5-30,0 кг\т стали перед и\или после завалки металлолома, перед началом и\или в процессе продувки металла кислородом, а также после выпуска металла из конвертера на оставшийся шлак (RU №2327743 от 27.06.2008). Способ обеспечивает насыщение шлакового расплава оксидами магния с одновременным улучшением рафинирующих свойств шлака, а также способствует повышению стойкости гарнисажного покрытия на футеровке конвертера.The method of steel smelting in a converter is widely known and is used in converter production, including filling scrap, pouring cast iron, blowing metal with oxygen, adding slag-forming materials and flux containing 40-95% magnesium oxides, 0.5-45% calcium, 0.1 aluminum -30%, silicon 1.0-20% and iron - the rest. The flux is obtained by sintering in a furnace with possible additional briquetting of organic and / or mineral additives and aluminum-containing materials. The flux is introduced into the converter in an amount of 0.5-30.0 kg / t of steel before and / or after filling the scrap metal, before and / or during the purging of the metal with oxygen, as well as after the metal is discharged from the converter to the remaining slag (RU # 2327743 from 27.06.2008). The method provides saturation of the slag melt with magnesium oxides with a simultaneous improvement of the refining properties of the slag, and also contributes to an increase in the resistance of the skull coating on the converter lining.

Недостатком применяемого способа выплавки стали в конвертере с ведением основной продувки металла кислородом является высокое содержание оксидов железа в формируемом шлаке по ходу продувки плавки, что существенно снижает выход жидкого металла. Кроме этого известно, что чем выше содержание оксидов железа в шлаке, тем выше предел растворимости оксида магния в высокотемпературном шлаке. Соответственно, для насыщения шлака оксидом магния, обеспечивающего снижение износа футеровки конвертера, требуется большой расход дорогостоящих магнезиальных флюсов.The disadvantage of the applied method of steelmaking in a converter with the main blowing of the metal with oxygen is the high content of iron oxides in the formed slag during the blowing of the melt, which significantly reduces the yield of liquid metal. In addition, it is known that the higher the content of iron oxides in the slag, the higher the limit of solubility of magnesium oxide in the high-temperature slag. Accordingly, to saturate the slag with magnesium oxide, which ensures a decrease in the wear of the converter lining, a large consumption of expensive magnesia fluxes is required.

Известен способ выплавки низкофосфористой стали в конвертере, включающий подачу в конвертер жидкого чугуна и твердой металлошихты, продувку расплава кислородом сверху и нейтральным газом через донные продувочные устройства, подачу в конвертер извести и охладителя, теплоносителя, определение химического состава расплава после продувки. Расход теплоносителя устанавливают в зависимости от физико-химических закономерностей дефосфорации расплава, температуры и расхода жидкого чугуна и массовой доли кремния в жидком чугуне. Расход извести определяют в зависимости от физико-химических закономерностей растворения извести, массовой доли кремния в жидком чугуне и расхода теплоносителя и жидкого чугуна. В качестве теплоносителя используют ферросилиций или его смесь с алюминийсодержащим материалом. Расход охладителя определяют в зависимости от расхода теплоносителя и жидкого чугуна. Продувку расплава кислородом сверху и нейтральным газом через донные продувочные устройства прекращают при достижении массовой доли углерода в расплаве не более 12⋅[Р]р (RU №2459874, опубл. 27.08.2012). Использование изобретения обеспечивает повышение выхода годной стали с получением массовой доли фосфора в готовой стали 0,010% и менее.There is a known method for melting low-phosphorous steel in a converter, including supplying liquid iron and solid metal charge to the converter, blowing the melt with oxygen from above and with inert gas through bottom blowing devices, supplying lime and a coolant, heat carrier to the converter, determining the chemical composition of the melt after blowing. The flow rate of the coolant is set depending on the physicochemical laws of dephosphorization of the melt, the temperature and flow rate of the liquid iron and the mass fraction of silicon in the liquid iron. The lime consumption is determined depending on the physicochemical laws of lime dissolution, the mass fraction of silicon in the liquid iron and the flow rate of the coolant and liquid iron. Ferrosilicon or its mixture with aluminum-containing material is used as a heat carrier. The coolant flow rate is determined depending on the flow rate of the coolant and liquid iron. Blowing the melt with oxygen from above and with neutral gas through the bottom blowing devices is stopped when the mass fraction of carbon in the melt reaches no more than 12⋅ [P] p (RU No. 2459874, publ. 27.08.2012). The use of the invention provides an increase in the yield of suitable steel with obtaining the mass fraction of phosphorus in the finished steel 0.010% or less.

Недостатком вышеназванного способа является низкая основность

Figure 00000001
формируемого шлака с увеличением его массы в начале продувки плавки при применении в качестве теплоносителя ферросилиция или его смеси с алюминийсодержащим материалом, что агрессивно сказывается на футеровке конвертера, резко повышая ее износ в начальный период продувки плавки.The disadvantage of the above method is the low basicity
Figure 00000001
of the formed slag with an increase in its mass at the beginning of the smelting blowing when using ferrosilicon or its mixture with an aluminum-containing material as a heat carrier, which aggressively affects the converter lining, sharply increasing its wear in the initial period of smelting blowing.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой, включающий завалку твердой металлошихты и заливку жидкого чугуна, продувку металла окислительным газом сверху и нейтральным газом снизу, подачу в конвертер шлакообразующих и железосодержащих материалов. В конвертер за 10-15% времени до окончания продувки в качестве железосодержащего материала вводят офлюсованные окатыши в количестве 0,3-2,0% от массы металлошихты, а после прекращения подачи окислительного газа в течение 2-3 мин. продолжают продувать ванну инертным газом снизу (SU 1560561 A1, С21С 5/28, 30.04.1990). Способ, принимаемый за прототип, обеспечивает повышение качества за счет снижения содержания фосфора в готовой стали и увеличение выхода жидкой стали.Closest to the claimed invention is a method of steel smelting in a converter with combined blowing, including filling solid metal charge and pouring liquid iron, blowing metal with oxidizing gas from above and neutral gas from below, feeding slag-forming and iron-containing materials into the converter. Fluxed pellets are introduced into the converter 10-15% of the time before the end of the purge as an iron-containing material in an amount of 0.3-2.0% of the weight of the metal charge, and after stopping the supply of oxidizing gas, within 2-3 minutes. continue to purge the bath with inert gas from below (SU 1560561 A1, C21C 5/28, 04/30/1990). The method, taken as a prototype, provides quality improvement by reducing the phosphorus content in the finished steel and increasing the yield of liquid steel.

Недостатком известного способа является неконтролируемое снижение окисленности шлака в начале плавки при комбинированной продувке кислородом сверху и нейтральным газом через донные продувочные устройства, что замедляет растворение извести, снижая основность шлака в начале плавки, и соответственно ухудшает процесс дефосфорации металла. Кроме этого при применении данного способа отмечается большой износ футеровки конвертера, так как не предусмотрена на плавке присадка магнезиальных материалов, как известно обеспечивающих насыщение шлака оксидами магния.The disadvantage of the known method is an uncontrolled decrease in the oxidation of the slag at the beginning of melting with combined blowing of oxygen from above and inert gas through the bottom blowing devices, which slows down the dissolution of lime, reducing the basicity of the slag at the beginning of melting, and, accordingly, impairs the process of metal dephosphorization. In addition, when using this method, a large wear of the converter lining is noted, since no additive of magnesia materials is provided for in the melting, as is known to ensure saturation of the slag with magnesium oxides.

Необходимо отметить, что на практике для интенсификации перемешивания в качестве нейтрального газа обычно используют азот, поскольку инертный газ аргон дорог. Удельная интенсивность подачи азота через донные продувочные устройства может изменяться по ходу плавки в широких пределах: от 0,01-0,1 м3/(т⋅мин) до 0,3 м3/(т⋅мин), поэтому продувка металла азотом в течение всей плавки, даже при минимальной интенсивности приводит к содержанию азота в готовой стали более 0,003%. Интенсивность подачи азота снижают в период интенсивного обезуглероживания металла, идущего в середине продувки комбинированной плавки (в период примерно от 30 до 65% длительности совместной подачи кислорода и азота), соответственно когда велика скорость окисления углерода и ванна интенсивно перемешивается пузырями СО, расход азота снижают до 0,02-0,06 м3/(т⋅мин).It should be noted that in practice, nitrogen is usually used as the neutral gas to intensify mixing, since the inert gas argon is expensive. The specific rate of nitrogen supply through the bottom blowing devices can vary during the melting process over a wide range: from 0.01-0.1 m 3 / (t⋅min) to 0.3 m 3 / (t⋅min), therefore, metal blowing with nitrogen during the entire melting, even at a minimum intensity, leads to a nitrogen content in the finished steel of more than 0.003%. The rate of nitrogen supply is reduced during the period of intensive decarburization of the metal in the middle of the purge of the combined smelting (in the period from about 30 to 65% of the duration of the combined supply of oxygen and nitrogen), respectively, when the rate of carbon oxidation is high and the bath is intensively mixed with CO bubbles, the nitrogen consumption is reduced to 0.02-0.06 m 3 / (t⋅min).

Известно, что при снижении температуры металла растворимость азота снижается, а удаление его усиливается при интенсификации перемешивания жидкой ванны. Для охлаждения металла в основном применяют известняк и сырой доломит, содержащие более 30% СаО, менее 20% MgO и более 40% потери при прокаливании (CO2 и Н2О влажность). Недостатком данных материалов является низкое содержание оксида магния, не обеспечивающего насыщение шлака, что приводит к большому износу футеровки конвертера.It is known that with a decrease in the temperature of the metal, the solubility of nitrogen decreases, and its removal increases with the intensification of stirring of the liquid bath. Limestone and raw dolomite are mainly used to cool the metal, containing more than 30% CaO, less than 20% MgO and more than 40% loss on ignition (CO 2 and H 2 O moisture). The disadvantage of these materials is the low content of magnesium oxide, which does not provide saturation of the slag, which leads to high wear of the converter lining.

Необходимым для эффективной работы при выплавке стали в условиях комбинированной продувки кислородом и азотом является быстрорастворимый магнезиальный материал (флюс), в основном содержащий более 40% MgO и более 20% потерь при прокаливании, комплексно обеспечивающий ускоренное насыщение оксидами магния формируемого шлака в начале продувки плавки, а также способствующий низкой растворимости азота в металле при постоянной его подаче по ходу плавки, за счет интенсификации перемешивания расплава при сопутствующем охлаждающем эффекте.A fast-dissolving magnesia material (flux), which mainly contains more than 40% MgO and more than 20% losses on ignition, is essential for efficient operation in steelmaking under conditions of combined oxygen and nitrogen blowing, which provides comprehensively accelerated saturation of the formed slag with magnesium oxides at the beginning of the smelting blowing, and also contributing to the low solubility of nitrogen in the metal with its constant supply during the melting, due to the intensification of mixing of the melt with an accompanying cooling effect.

В предлагаемом способе поставлены задачи: повысить качество выплавляемой стали за счет снижения содержания азота, а также снизить износ футеровки конвертера, работающего с комбинированной продувкой.In the proposed method, the following tasks are set: to improve the quality of the steel being melted by reducing the nitrogen content, and also to reduce the wear of the lining of the converter operating with combined blowing.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе выплавки стали в конвертере с комбинируемой продувкой, включающем завалку твердой металлошихты и заливку жидкого чугуна, продувку металла кислородом сверху и азотом снизу, подачу в конвертер шлакообразующих и железосодержащих материалов в предлагаемом способе в конвертер до начала периода интенсивного обезуглероживания металла дополнительно присаживают магнезиальный флюс в количестве 2-15 кг/т стали, содержащий, масс. %:The task is achieved by the fact that in the known method of steelmaking in a converter with combined blowing, including filling solid metal charge and pouring liquid iron, blowing the metal with oxygen from above and nitrogen from below, feeding slag-forming and iron-containing materials into the converter in the proposed method into the converter before the beginning of the intensive period. decarburization of the metal additionally sit down magnesia flux in the amount of 2-15 kg / t of steel, containing, mass. %:

оксид магнияmagnesium oxide 40,0-70,040.0-70.0 оксид кремнияsilicon oxide 0,5-15,00.5-15.0 оксид кальцияcalcium oxide 1,0-15,01.0-15.0 оксид железаiron oxide 0,1-5,00.1-5.0 потери при прокаливанииloss on ignition 20,0 - 50,020.0 - 50.0 примесиimpurities остальноеrest

При необходимости по окончании продувки кислородом перед сливом металла проводят продувку расплава азотом сверху и снизу с дополнительной присадкой магнезиального флюса в количестве 1-2 кг/т стали или без дополнительной присадки магнезиального флюса. А также после слива металла в ковш оставшийся в конвертере шлак раздувают на футеровку конвертера с подачей азота сверху и снизу с дополнительной присадкой магнезиального флюса в количестве 1-5 кг/т стали или без дополнительной присадки магнезиального флюса.If necessary, at the end of the oxygen purge, before draining the metal, the melt is purged with nitrogen from above and below with an additional addition of magnesia flux in the amount of 1-2 kg / t of steel or without additional addition of magnesia flux. And also, after pouring the metal into the ladle, the slag remaining in the converter is blown onto the converter lining with nitrogen supply from above and below with additional addition of magnesia flux in the amount of 1-5 kg / t of steel or without additional addition of magnesia flux.

В качестве магнезиального флюса, заявленного состава, применяются магнезиальные материалы, состоящие в основном из пород магнезита MgCO2 и/или брусита Mg(OH)2, а также могут дополнительно содержать дунит и серпентинит. Магнезиальные флюсы, заявленного состава, могут быть как природными породами, фракцией 5-60 мм, так и в виде брикетов и гранул, произведенных окускованием их мелочи (фракцией до 10 мм) с добавкой различных связующих веществ, в том числе магнезиального каустика (способами брикетирования или грануляции).As a magnesian flux of the claimed composition, magnesian materials are used, consisting mainly of rocks of magnesite MgCO 2 and / or brucite Mg (OH) 2 , and may additionally contain dunite and serpentinite. Magnesia fluxes of the claimed composition can be both natural rocks, fraction 5-60 mm, and in the form of briquettes and granules produced by agglomeration of their fines (fraction up to 10 mm) with the addition of various binders, including magnesia caustic (by briquetting or granulation).

Шлакообразующие материалы включают не только известь, но могут применяться и другие известковосодержащие материалы с содержанием СаО более 50%, такие как известняк, доломитизированная известь, доломит или ожелезненные известковые или известково-магнезиальные флюсы.Slagging materials include not only lime, but other lime-containing materials with a CaO content of more than 50% can be used, such as limestone, dolomitized lime, dolomite, or ferruginous lime or lime-magnesia fluxes.

В зависимости от необходимости дополнительного охлаждения или нагрева плавки в качестве железосодержащих материалов могут применяться как железорудные или офлюсованные окатыши, железная руда, так и ферросилиций.Depending on the need for additional cooling or heating of the smelting, both iron ore or fluxed pellets, iron ore, and ferrosilicon can be used as iron-containing materials.

В любом варианте применяемых материалов в условиях комбинированной продувки расплава для решения поставленной задачи необходим материал основу, которого составляют оксид магния 40,0-70,0% и потери при прокаливании 20,0-50,0%. Технический результат достигается тем, что вводимый флюсом оксид магния в начальный период плавки до начала периода интенсивного обезуглероживания металла обеспечивает насыщение им низкоосновного шлака

Figure 00000002
формируемого при окислении кремния чугуна, что существенно снижает растворимость (MgO) из футеровки конвертера. Процессы декарбонизации магнезита и дегидратации брусита идут с эндотермическим эффектом поглощения тепла, при этом входящие в потери при прокаливании CO2 и Н2О являются слабоокислительными газами (в сравнении с кислородом), играют роль интенсификации перемешивания и кондиционирования расплава, способствуя дегазации металла, в частности удалению азота. Ввод магнезиального флюса в период интенсивного обезуглероживания металла нецелесообразен, так как образуемый объем газов СО и СО2 в период массового окисления углерода чугуна обеспечивает интенсивное перемешивание расплава, кроме этого основность шлака в данный период выше, а содержание оксидов железа снижается, таким образом формируется низкоагрессивный шлак по отношению к футеровке конвертера.In any variant of the materials used in the conditions of combined blowing of the melt, to solve the problem, a base material is required, which is magnesium oxide 40.0-70.0% and loss on ignition 20.0-50.0%. The technical result is achieved by the fact that the magnesium oxide introduced by the flux in the initial period of melting before the beginning of the period of intensive decarburization of the metal provides saturation of the low-basic slag
Figure 00000002
formed during the oxidation of silicon iron, which significantly reduces the solubility (MgO) from the converter lining. The processes of decarbonization of magnesite and dehydration of brucite go with an endothermic effect of heat absorption, while CO 2 and H 2 O included in the loss during calcination are weakly oxidizing gases (in comparison with oxygen), play the role of intensifying mixing and conditioning of the melt, contributing to the degassing of the metal, in particular removal of nitrogen. The introduction of magnesia flux during the period of intensive decarburization of the metal is impractical, since the volume of gases CO and CO 2 formed during the period of mass oxidation of cast iron carbon provides intensive mixing of the melt, in addition, the basicity of the slag in this period is higher, and the content of iron oxides decreases, thus forming a low-aggressive slag in relation to the converter lining.

Поставленная задача не решается при содержании во флюсе оксида магния менее 40% и потерь при прокаливании более 50%, так как потребуется увеличение расхода флюса на плавку для достижения требуемого показателя насыщение шлака по MgO, что приведет к неконтролируемому снижению температуры металла. Применение магнезиального флюса, содержащего более 70% оксида магния и менее 20% потерь при прокаливании, приводит к резкому повышению вязкости шлака при перенасыщении его оксидом магния, а также снижается интенсивность перемешивания и кондиционирования расплава, что ухудшает процессы дегазации металла.The problem cannot be solved when the content of magnesium oxide in the flux is less than 40% and losses on ignition of more than 50%, since an increase in the flux consumption for smelting will be required to achieve the required slag saturation with MgO, which will lead to an uncontrolled decrease in the metal temperature. The use of a magnesia flux containing more than 70% magnesium oxide and less than 20% loss on ignition leads to a sharp increase in the viscosity of the slag when it is oversaturated with magnesium oxide, and also decreases the intensity of mixing and conditioning of the melt, which worsens the metal degassing processes.

Если содержание оксида кремния превышает более 15% в составе магнезиального флюса, то существенно снижается скорость растворения флюса, так как высока доля дунита в его минералогическом составе, который при взаимодействии с высокотемпературным шлаком образует тугоплавкую фазу форстерита 2MgO⋅SiO2 с температурой плавления 1890°С. Превышение содержания оксида кальция более 15% в составе магнезиального флюса нецелесообразно, так как существенно снижает эффективность работы флюса для насыщения шлака оксидом магния, чем больше вносим СаО на плавку, тем меньше содержание MgO в формируемом шлаке. Содержание оксидов железа во флюсе не должно превышать 5%, так как заявленный способ предполагает присадку железосодержащих материалов, соответственно избыточное внесение оксидов железа на плавку приведет к повышенному износу футеровки.If the content of silicon oxide exceeds more than 15% in the composition of the magnesian flux, then the rate of dissolution of the flux is significantly reduced, since the share of dunite in its mineralogical composition is high, which, when interacting with high-temperature slag, forms a refractory phase of forsterite 2MgO⋅SiO 2 with a melting point of 1890 ° C ... An excess of the calcium oxide content of more than 15% in the composition of the magnesian flux is impractical, since it significantly reduces the efficiency of the flux for saturating the slag with magnesium oxide, the more CaO we add for smelting, the lower the MgO content in the formed slag. The content of iron oxides in the flux should not exceed 5%, since the claimed method involves the addition of iron-containing materials, respectively, the excessive introduction of iron oxides into the melting will lead to increased wear of the lining.

Нижний предел содержания в магнезиальном флюсе оксидов кремния, кальция и железа, соответственно 0,5%, 1,0%, 0,1%, связан с обязательным присутствием в породах указанных оксидов, так как чистых минералов без примесей в природе не существует. Помимо указанных оксидов в примесях могут находиться и другие составляющие, например, Al2O3, TiO2, Cr2O3, Р2О5 и т.д., а также в состав флюса в качестве примесей могут входить связующие компоненты, имеющие минеральную или органическую основу, массовая доля которых определяется необходимостью получения прочных брикетов и гранул магнезиального флюса.The lower limit of the content of oxides of silicon, calcium and iron in the magnesia flux, respectively 0.5%, 1.0%, 0.1%, is associated with the mandatory presence of these oxides in the rocks, since there are no pure minerals without impurities in nature. In addition to these oxides, impurities can also contain other components, for example, Al 2 O 3 , TiO 2 , Cr 2 O 3 , P 2 O 5 , etc., as well as the composition of the flux as impurities may include binding components having mineral or organic base, the mass fraction of which is determined by the need to obtain strong briquettes and granules of magnesia flux.

Подача менее 2 кг\т стали магнезиального флюса не обеспечит решения поставленной задачи, так как низкий расход не позволит получить эффект по снижению азота в металла при недостаточном объеме образуемого газа от декарбонизации и дегидратации массы флюса, а малое количество вносимого оксида магния в шлак, не обеспечит эффективного насыщения шлака (MgO). Превышение количества магнезиального материала более 15 кг\т стали окажет резкий охлаждающий эффект на плавку с высоким уровнем гетерогени-зации шлака, что приведет к необходимости проведения дополнительной додувки плавки кислородом не только на заданный уровень температуры, но и для получения заданного содержания фосфора и серы в металле. Кроме этого, увеличение продолжительности продувки металла кислородом приведет к росту содержания азота в металле.The supply of less than 2 kg / t of magnesian flux steel will not provide a solution to the problem, since low consumption will not allow obtaining the effect of reducing nitrogen in the metal with an insufficient volume of gas formed from decarbonization and dehydration of the flux mass, and a small amount of magnesium oxide introduced into the slag does not will provide effective slag saturation (MgO). An excess of the amount of magnesia material over 15 kg / t of steel will have a sharp cooling effect on the melt with a high level of slag heterogenization, which will lead to the need for additional blowing of the melt with oxygen not only to a given temperature level, but also to obtain a given content of phosphorus and sulfur in metal. In addition, an increase in the duration of oxygen purging of the metal will lead to an increase in the nitrogen content in the metal.

В случае получения металла на плавке после продувки кислородом с превышением температуры над заданным показателем перед выпуском в ковш, в конвертере перед сливом металла проводят дополнительную продувку расплава азотом сверху и снизу, по ходу продувки в случае необходимости дополнительного насыщения шлака оксидом магния присаживают магнезиальный флюс в количестве 1-2 кг\т стали, что способствует ошлакованию конусной части футеровки конвертера и соответственно меньшему износу огнеупоров локальной зоны. При совместном охлаждении металла азотом и магнезиальным флюсом с высоким содержанием потерь при прокаливании расход магнезиального флюса не должен превышать 2 кг\т стали, так как увеличенный расход может не только резко охладить металл, но и приведет к интенсивному вспениванию шлака и задержке начала слива металла в ковш.In the case of obtaining metal in the smelting after blowing with oxygen with an excess of the temperature over a given indicator before tapping into the ladle, an additional blowing of the melt with nitrogen from above and below is carried out in the converter before draining the metal; 1-2 kg / t of steel, which promotes slagging of the conical part of the converter lining and, accordingly, less wear of the refractories of the local zone. With the joint cooling of the metal with nitrogen and magnesia flux with a high content of losses during calcination, the consumption of magnesia flux should not exceed 2 kg / t of steel, since the increased consumption can not only sharply cool the metal, but will also lead to intensive foaming of the slag and a delay in the start of metal discharge into ladle.

После слива металла из конвертера, оставшийся после плавки сформированный шлак насыщенный оксидами магния целесообразно нанести на футеровку конвертера для создания стойкого шлакового гарнисажа, который получают путем раздува шлака азотом сверху и снизу. Для придания шлаку требуемой вязкости и его перенасыщения оксидами магния допускается присадка магнезиального флюса в количестве 1-5 кг/т стали. Избыточное введение магнезиального флюса более 5 кг/т стали нецелесообразно, так как приводит к неравномерному привариванию большой массы материала к дну конвертера, с забиванием шлаком донных продувочных устройств, что усложняет комбинированную продувку плавки.After draining the metal from the converter, the formed slag saturated with magnesium oxides remaining after smelting is expediently applied to the converter lining to create a stable slag skull, which is obtained by blowing the slag with nitrogen from above and below. To give the slag the required viscosity and its supersaturation with magnesium oxides, the addition of magnesia flux in the amount of 1-5 kg / t of steel is allowed. Excessive introduction of magnesia flux of more than 5 kg / t of steel is impractical, since it leads to uneven welding of a large mass of material to the bottom of the converter, with clogging of bottom blowing devices with slag, which complicates the combined blowing of the melt.

Сопоставление заявляемого способа со способом, выбранным за прототип, показывает, что способ, включающий присадку магнезиального флюса заявленного состава до начала периода интенсивного обезуглероживания металла в конвертере, работающий с выплавкой стали в условиях комбинированной продувки ванны кислородом сверху и азотом снизу, обеспечивающий насыщение шлака оксидом магния в начальный период продувки плавки, позволяющий снизить его агрессивность к футеровке конвертера, а также вследствие высокого содержания потерь при прокаливании за счет дополнительного введенного объема газов СО2 и Н2О, способствующий снижению содержания азота в металле, соответствует критерию «новизна». Проведение при необходимости, после завершения продувки кислородом, продувки расплава азотом сверху и снизу с дополнительным внесением магнезиального флюса заявленного состава или без дополнительного внесения магнезиального флюса, также позволяет скорректировать температуру расплава до заданных значений при сопутствующем влиянии на формирование качественного шлакового гарнисажа на футеровке конвертера.Comparison of the proposed method with the method selected for the prototype shows that the method, including the addition of magnesia flux of the claimed composition before the beginning of the period of intense decarburization of the metal in the converter, working with steel smelting under conditions of combined purging of the bath with oxygen from above and nitrogen from below, ensuring the saturation of the slag with magnesium oxide in the initial period of the smelting blowdown, which allows to reduce its aggressiveness to the converter lining, as well as due to the high content of losses during ignition due to the additional introduced volume of СО 2 and Н 2 О gases, which helps to reduce the nitrogen content in the metal, meets the criterion "novelty" Carrying out, if necessary, after completing the oxygen purging, purging the melt with nitrogen from above and below with additional introduction of magnesia flux of the declared composition or without additional introduction of magnesia flux, also allows the temperature of the melt to be adjusted to the specified values with a concomitant effect on the formation of a high-quality slag skull on the converter lining.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

В конвертер, оборудованный системами комбинированной подачи кислорода сверху, а азота снизу и сверху, заваливают твердую металлошихту, заливают чугун, продувают металл кислородом сверху и азотом снизу, подают в конвертер шлакообразующие и железосодержащие материалы, порционно присаживают до начала периода интенсивного обезуглероживания металла магнезиальный флюс, наводят основной шлак, проводят обезуглероживание и дефосфорацию расплава до заданного содержания в металле, а также нагрев не ниже требуемой температуры металла перед выпуском. После окончания продувки металла кислородом, проводят отбор проб металла и шлака, замер температуры, а при необходимости охлаждения металла до требуемого показателя температуры продувают расплав азотом сверху и снизу с дополнительной присадкой магнезиального флюса или без дополнительной его присадки. Затем проводят слив металла из конвертера в ковш. После выпуска металла в ковш конвертер ставят в вертикальное положение и продувают оставшийся шлак азотом сверху и снизу, таким образом, чтобы равномерно нанести шлаковый гарнисаж на всю поверхность футеровки конвертера, по ходу раздува шлака азотом допускается присадка магнезиального флюса при необходимости дополнительного введения оксида магния в шлак, а также для формирования шлака требуемой температуры и вязкости.Solid metal charge is poured into the converter equipped with systems of combined oxygen supply from above and nitrogen from below and above, cast iron is poured, the metal is blown with oxygen from above and nitrogen from below, slag-forming and iron-containing materials are fed into the converter, magnesia flux is added in portions until the beginning of the period of intensive decarburization of the metal, direct the main slag, carry out decarburization and dephosphorization of the melt to a given content in the metal, as well as heating not lower than the required metal temperature before tapping. After the metal is purged with oxygen, samples of metal and slag are taken, the temperature is measured, and if necessary, the metal is cooled to the required temperature, the melt is purged with nitrogen from above and below with an additional addition of magnesia flux or without its additional additive. Then the metal is drained from the converter into the ladle. After tapping the metal into the ladle, the converter is placed in a vertical position and the remaining slag is purged with nitrogen from above and below, so as to uniformly apply the slag skull to the entire surface of the converter lining, while the slag is blown out with nitrogen, the addition of magnesia flux is allowed if additional magnesium oxide is added to the slag , as well as for the formation of slag of the required temperature and viscosity.

Конкретный пример осуществления способа.A specific example of the method.

Выплавку стали с комбинированной продувкой кислородом и азотом проводили в 320-т конвертере по выходу годного металла, в котором присадку магнезиального флюса заявленного состава проводили до начала периода интенсивного обезуглероживания металла, по следующим вариантам:Steel smelting with combined blowing of oxygen and nitrogen was carried out in a 320-ton converter according to the yield of suitable metal, in which the addition of magnesia flux of the claimed composition was carried out before the beginning of the period of intensive decarburization of the metal, according to the following options:

Вариант 1 - После завалки твердой металлошихты, перед заливкой чугуна, в конвертер присадили 7 кг\т стали магнезиального флюса, основа которого представлена породой брусит, содержащего 60,1 масс. % MgO, 4,7 масс. % SiO2, 2,9 масс. % СаО, 0,1 масс. % Fe2O3, потери при прокаливании -30,2 масс. %, примеси - 2,0 масс. %.Option 1 - After filling the solid metal charge, before pouring cast iron, 7 kg / t of magnesian flux steel was added to the converter, the base of which is represented by a brucite rock containing 60.1 wt. % MgO, 4.7 wt. % SiO 2 , 2.9 wt. % CaO, 0.1 wt. % Fe 2 O 3 , loss on ignition -30.2 wt. %, impurities - 2.0 wt. %.

Вариант 2 - После начала продувки плавки совместно кислородом и азотом провели порционную подачу магнезиального флюса с общим расходом 8 кг\т стали, состоящего из породы сырого магнезита, содержащего: 45,0% MgO, 2,1 масс. % SiO2, 1,0 масс. % СаО, 0,3 масс. % Fe2O3, потери при прокаливании - 50,0 масс. %, примеси - 1,6 масс. %.Option 2 - After the start of the blowing of the smelting together with oxygen and nitrogen, a portioned supply of magnesia flux was carried out with a total consumption of 8 kg / t of steel, consisting of a raw magnesite rock containing: 45.0% MgO, 2.1 wt. % SiO 2 , 1.0 mass. % CaO, 0.3 wt. % Fe 2 O 3 , loss on ignition - 50.0 wt. %, impurities - 1.6 wt. %.

Вариант 3 - После заливки чугуна и в начальный период продувки плавки совместно кислородом и азотом провели порционную подачу магнезиального флюса с общим расходом 2 кг\т стали, полученного брикетированием сырого и каустического магнезита с добавкой органического связующего, в составе содержащего: 70,0 масс. % MgO, 0,5 масс. % SiO2, 1,6 масс. % СаО, 5,0 масс. % Fe2O3, потери при прокаливании - 21,0 масс. %, примеси - 2,9 масс. %.Option 3 - After pouring cast iron and in the initial period of blowing the melt together with oxygen and nitrogen, a portioned supply of magnesia flux was carried out with a total consumption of 2 kg / t of steel obtained by briquetting raw and caustic magnesite with the addition of an organic binder, containing: 70.0 wt. % MgO, 0.5 wt. % SiO 2 , 1.6 mass. % CaO, 5.0 wt. % Fe 2 O 3 , loss on ignition - 21.0 wt. %, impurities - 2.9 wt. %.

Вариант 4 - После заливки чугуна до начала подачи кислорода в конвертер присадили магнезиальный флюс в количестве 15 кг/т стали, представленный смесью пород магнезита, доломита, серпентинита и дунита, в составе содержащего: 40,0 масс. % MgO, 15,0 масс. % SiO2, 15,0 масс. % СаО, 5,0 масс. % Fe2O3, потери при прокаливании - 20,0 масс. %, примеси - 5,0 масс. %.Option 4 - After pouring cast iron, before the start of oxygen supply, magnesia flux was added to the converter in the amount of 15 kg / t of steel, represented by a mixture of magnesite, dolomite, serpentinite and dunite rocks, containing: 40.0 wt. % MgO, 15.0 wt. % SiO 2 , 15.0 wt. % CaO, 5.0 wt. % Fe 2 O 3 , loss on ignition - 20.0 wt. %, impurities - 5.0 wt. %.

По окончании комбинированной продувки плавки с присадкой магнезиального флюса по вариантам 1-3, после замера температуры и определения химсостава металла и шлака провели продувку расплава азотом с совместной подачей через верхнюю фурму и донные продувочные устройства. На плавках заявленных способов вариантов 1 и 3 провели дополнительную присадку указанных составов магнезиального флюса в количестве 1 кг/т стали (вариант 1), а также в количестве 2 кг/т стали (вариант 3). В варианте 2 магнезиальный флюс по ходу подачи азота не присаживали.At the end of the combined blowing of the melt with the addition of magnesia flux according to options 1-3, after measuring the temperature and determining the chemical composition of the metal and slag, the melt was blown with nitrogen with a joint supply through the upper lance and bottom blowing devices. On the melts of the claimed methods of options 1 and 3, additional addition of the indicated compositions of magnesia flux was carried out in the amount of 1 kg / t of steel (option 1), as well as in the amount of 2 kg / t of steel (option 3). In variant 2, the magnesia flux was not deposited along the nitrogen supply.

При всех вариантах после слива металла из конвертера в ковш оставшийся в конвертере шлак раздували на футеровку конвертера с подачей азота помимо донных продувочных устройств через верхнюю фурму с дополнительной присадкой магнезиального флюса (варианты 1-3) или без дополнительной присадки магнезиального флюса (вариант 4) по ходу подачи азота.In all variants, after the metal was drained from the converter into the ladle, the slag remaining in the converter was blown onto the converter lining with nitrogen supply in addition to bottom blowing devices through the upper tuyere with an additional addition of magnesia flux (versions 1-3) or without additional addition of magnesia flux (version 4) according to nitrogen flow.

Технологические показатели плавок, проведенных по вариантам заявленного способа и по примерам известного способа, представлены в таблице. Определено, что на всех плавках, проведенных по вариантам заявленного способа, содержание азота в металле по окончании продувки кислородом ниже на 0,002-0,003%, чем на плавках известного способа.The technological parameters of the heats carried out according to the variants of the claimed method and examples of the known method are presented in the table. It was determined that in all heats carried out according to the variants of the claimed method, the nitrogen content in the metal at the end of the oxygen blowing is lower by 0.002-0.003% than on the heats of the known method.

По каждому из указанных вариантов заявленного способа выплавки стали, а также указанным примерам работы известного способа проведено по 100 плавок для определения влияния на износ футеровки конвертера. Износ футеровки конвертера определяли методом сканирования остаточной толщины футеровки перед проведением плавок и после проведения плавок. Установлено, что скорость износа футеровки на плавках вариантов заявленного способа ниже в 2-4 раза, чем при выплавке стали по примерам известного способа.For each of the specified options for the claimed method of steelmaking, as well as the specified examples of the known method, 100 melts were carried out to determine the effect on the wear of the converter lining. The wear of the converter lining was determined by scanning the residual thickness of the lining before and after heats. It has been established that the rate of wear of the lining on the heats of the variants of the claimed method is 2-4 times lower than during steelmaking according to the examples of the known method.

Figure 00000003
Figure 00000003

Claims (4)

1. Способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой, включающий завалку твердой металлошихты и заливку жидкого чугуна, продувку металла кислородом сверху и азотом снизу, период интенсивного обезуглероживания металла, подачу в конвертер шлакообразующих и железосодержащих материалов, слив металла в ковш, отличающийся тем, что в конвертер до начала периода интенсивного обезуглероживания металла дополнительно присаживают магнезиальный флюс в количестве 2-15 кг/т стали, содержащий, мас.%:1. A method of steel smelting in a converter with combined blowing, including filling solid metal charge and pouring liquid iron, blowing metal with oxygen from above and nitrogen from below, a period of intensive decarburization of the metal, feeding slag-forming and iron-containing materials into the converter, pouring metal into a ladle, characterized in that in the converter, before the beginning of the period of intensive decarburization of the metal, an additional magnesian flux is added in an amount of 2-15 kg / t of steel, containing, wt%: оксид магнияmagnesium oxide 40,0-70,040.0-70.0 оксид кремнияsilicon oxide 0,5-15,00.5-15.0 оксид кальцияcalcium oxide 1,0-15,01.0-15.0 оксид железаiron oxide 0,1-5,00.1-5.0 потери при прокаливанииloss on ignition 20,0-50,020.0-50.0 примесиimpurities остальноеrest
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по окончании продувки кислородом перед сливом металла в ковш проводят продувку расплава азотом сверху и снизу с дополнительной присадкой магнезиального флюса в количестве 1-2 кг/т стали или без дополнительной присадки магнезиального флюса.2. The method according to claim 1, characterized in that at the end of the oxygen purge, before pouring the metal into the ladle, the melt is purged with nitrogen from the top and bottom with additional addition of magnesia flux in the amount of 1-2 kg / t of steel or without additional addition of magnesia flux. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после слива металла в ковш оставшийся в конвертере шлак раздувают на футеровку конвертера с подачей азота сверху и снизу с дополнительной присадкой магнезиального флюса в количестве 1-5 кг/т стали или без дополнительной присадки магнезиального флюса.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after pouring the metal into the ladle, the slag remaining in the converter is blown onto the converter lining with nitrogen supply from above and below with additional addition of magnesia flux in an amount of 1-5 kg / t of steel or without additional magnesia flux additives.
RU2019123266A 2019-07-24 2019-07-24 Steel melting method in converter with combined blowdown RU2729692C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123266A RU2729692C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Steel melting method in converter with combined blowdown

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123266A RU2729692C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Steel melting method in converter with combined blowdown

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729692C1 true RU2729692C1 (en) 2020-08-11

Family

ID=72086157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123266A RU2729692C1 (en) 2019-07-24 2019-07-24 Steel melting method in converter with combined blowdown

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729692C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825832C2 (en) * 2021-03-17 2024-08-30 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method of controlling operation of converter and method of producing liquid steel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1560561A1 (en) * 1988-03-17 1990-04-30 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Method of steel melting in converter with combined blowing
JP2004143492A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Jfe Steel Kk Melting method of ultra low phosphorus stainless steel
RU2327743C2 (en) * 2006-08-03 2008-06-27 ОАО "Уральский институт металлов" Method of steel smelting in converter
KR100992242B1 (en) * 2003-09-04 2010-11-05 주식회사 포스코 Converter refining method of high manganese
RU2459874C1 (en) * 2011-01-20 2012-08-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of casting low-phosphorus steel in converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1560561A1 (en) * 1988-03-17 1990-04-30 Сибирский металлургический институт им.Серго Орджоникидзе Method of steel melting in converter with combined blowing
JP2004143492A (en) * 2002-10-23 2004-05-20 Jfe Steel Kk Melting method of ultra low phosphorus stainless steel
KR100992242B1 (en) * 2003-09-04 2010-11-05 주식회사 포스코 Converter refining method of high manganese
RU2327743C2 (en) * 2006-08-03 2008-06-27 ОАО "Уральский институт металлов" Method of steel smelting in converter
RU2459874C1 (en) * 2011-01-20 2012-08-27 Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" Method of casting low-phosphorus steel in converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825832C2 (en) * 2021-03-17 2024-08-30 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Method of controlling operation of converter and method of producing liquid steel
RU2835100C1 (en) * 2024-01-26 2025-02-21 Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") Method of steel making in oxygen converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5408369B2 (en) Hot metal pretreatment method
US20050257644A1 (en) Refining agent and refining method
JP5573424B2 (en) Desulfurization treatment method for molten steel
JP6164151B2 (en) Method for refining molten iron using a converter-type refining furnace
JP5408379B2 (en) Hot metal pretreatment method
JPWO2018135344A1 (en) Method for desulfurizing molten steel and desulfurizing agent
KR950013823B1 (en) Method of making steel
JP3557910B2 (en) Hot metal dephosphorization method and low sulfur and low phosphorus steel smelting method
JP6028755B2 (en) Method for melting low-sulfur steel
JP4196997B2 (en) Hot metal processing method
JP5895887B2 (en) Desulfurization treatment method for molten steel
JP2010095786A (en) Method for dephosphorizing molten iron
JP5904238B2 (en) Method of dephosphorizing hot metal in converter
RU2386703C1 (en) Method of steelmaking in basic oxygen converter
RU2729692C1 (en) Steel melting method in converter with combined blowdown
JP5233383B2 (en) Method for refining molten steel
RU2136764C1 (en) Method of conversion of vanadium iron in converter
RU2327743C2 (en) Method of steel smelting in converter
RU2413006C1 (en) Procedure for treatment of steel in casting ladle
JP2005272883A (en) Steel manufacturing method
RU2608008C1 (en) Procedure for melting steel in oxygen converter
RU2757511C1 (en) Steelmaking method in electric arc furnace
RU2228366C1 (en) Method of melting steel in converter
RU2233890C1 (en) Method of making low-carbon steel in oxygen converter
JP2002275521A (en) Dephosphorization refining method of high carbon molten steel