RU2731710C1 - Charge for steel melting in basic open-hearth furnace - Google Patents
Charge for steel melting in basic open-hearth furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2731710C1 RU2731710C1 RU2020110111A RU2020110111A RU2731710C1 RU 2731710 C1 RU2731710 C1 RU 2731710C1 RU 2020110111 A RU2020110111 A RU 2020110111A RU 2020110111 A RU2020110111 A RU 2020110111A RU 2731710 C1 RU2731710 C1 RU 2731710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- scrap
- carbon
- carburetor
- charge
- open
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000002844 melting Methods 0.000 title abstract description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 title abstract description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 16
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 19
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 10
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 7
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 2
- 239000003818 cinder Substances 0.000 description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- VLNHDKDBGWXJEE-GYHUNEDQSA-N 5'-guanidinonaltrindole Chemical compound N1([C@@H]2CC=3C4=C(C(=CC=3)O)O[C@H]3C=5NC6=CC=C(C=C6C=5C[C@]2(O)[C@]34CC1)NC(=N)N)CC1CC1 VLNHDKDBGWXJEE-GYHUNEDQSA-N 0.000 description 1
- 101100291030 Arabidopsis thaliana GNTI gene Proteins 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000009865 steel metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 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
- C21C5/04—Manufacture of hearth-furnace steel, e.g. Siemens-Martin steel
-
- 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)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, к выплавке сталей в основных мартеновских печах скрап-процессом, в частности к выплавке сталей для вагонных отливок.The invention relates to the field of metallurgy, to the smelting of steel in the main open-hearth furnaces by the scrap process, in particular to the smelting of steels for car castings.
Известны составы металлической части шихты для выплавки стали в мартеновской печи скрап-процессом, включающие от 20 до 50% от ее массы передельного чугуна [1].Known compositions of the metal part of the charge for smelting steel in an open-hearth furnace by scrap-process, including from 20 to 50% of its mass of pig iron [1].
Недостатком известных составов является то, при указанных количествах передельного чугуна в шихте не предусмотрено использование карбюраторов (углеродсодержащих материалов: кокса, каменного угля и других), а содержание углерода в составе шихты регулируется количеством используемого чугуна. Последнее, как известно из практики мартеновского скрап-процесса, может приводить к неоптимальному содержанию углерода по расплавлении – либо выше оптимального значения, что удлиняет продолжительность плавки, либо ниже оптимального значения, что ухудшает необходимые процессы дефосфорации, десульфурации и нагрева металла в печи. The disadvantage of the known compositions is that with the indicated amounts of pig iron in the charge, the use of carburetors (carbon-containing materials: coke, coal, etc.) is not provided, and the carbon content in the composition of the charge is regulated by the amount of cast iron used. The latter, as is known from the practice of the open-hearth scrap-process, can lead to suboptimal carbon content after melting - either above the optimal value, which lengthens the melting time, or below the optimal value, which worsens the necessary processes of dephosphorization, desulfurization and heating of the metal in the furnace.
Известны варианты выплавки сталей в мартеновских печах скрап-процессом с полной или частичной заменой передельного чугуна карбюраторами – углеродсодержащими материалами в широком ассортименте последних, в частности используется кокс, каменный уголь, древесный уголь, электродный бой и др. [2,3].Known options for smelting steels in open-hearth furnaces with a scrap process with full or partial replacement of pig iron with carburetors - carbon-containing materials in a wide range of the latter, in particular, used coke, coal, charcoal, electrode breakage, etc. [2,3].
Недостатками известных вариантов использования карбюраторов в мартеновском скрап-процессе, например, являются:The disadvantages of the known options for using carburetors in the open-hearth scrap process, for example, are:
- высокое содержание серы, в частности в коксе, из-за чего требуются дополнительные меры и время для обессеривания металла;- high sulfur content, in particular in coke, which requires additional measures and time to desulfurize the metal;
- низкое усвоение углерода из древесного угля, а значит его повышенный расход при его высокой цене;- low assimilation of carbon from charcoal, which means its increased consumption at its high price;
- высокая зольность некоторых сортов каменных углей, а следовательно, пониженное содержание углерода в них.- high ash content of some types of bituminous coals, and, consequently, low carbon content in them.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является патент РФ на изобретение № 2208050 [4] – «Шихта для выплавки стали», которая используется при выплавке стали в мартеновской печи скрап-процессом и которая содержит компоненты в следующих соотношениях, мас.%: передельный чугун и чугунный лом 22,0-27,0; стальной лом 73,0-78,0; карбюраторы (сверх 100%) – 2,7-4,2, при этом в качестве карбюраторов она содержит каменный уголь и огарки угольной футеровки алюминиевых электролизеров в соотношении 2:1. Изобретение по патенту № 2208050 предлагается в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved result is the RF patent for invention No. 2208050 [4] - "Charge for steel smelting", which is used in steelmaking in an open-hearth furnace by the scrap process and which contains components in the following ratios, wt%: cast iron and cast iron scrap 22.0-27.0; steel scrap 73.0-78.0; carburetors (over 100%) - 2.7-4.2, while as carburetors it contains coal and cinders of the coal lining of aluminum electrolyzers in a 2: 1 ratio. The invention under patent No. 2208050 is proposed as a prototype.
Недостатком известного технического решения является то, что в составе шихты предусматривается высокая 73,0-78,0 мас.% доля стального лома, с которой в сталь могут попадать цветные примеси (медь, свинец, цинк и другие), отрицательно влияющие на свойства стали, в том числе для ответственных вагонных отливок. Кроме того, при использовании в составе карбюратора каменного угля с относительно высоким содержанием серы 0,4-0,6 мас.% в условиях выплавки высококачественных сталей для вагонных отливок с содержанием серы менее 0,020 мас.% потребуются дополнительные меры по десульфурации металла. При этом присутствие в карбюраторе огарков угольной футеровки алюминиевых электролизеров, не очищенных от фтористых соединений (содержание фтора до 18%), которые выделяются при плавке, отрицательно влияет на стойкость огнеупорных изделий насадок регенераторов мартеновской печи и загрязняет атмосферу. Недостатком является также невысокая доля усвоения углерода из карбюратора (33,3%-34,1%).The disadvantage of the known technical solution is that the composition of the charge provides for a high 73.0-78.0 wt.% Share of steel scrap, with which colored impurities (copper, lead, zinc and others) can get into the steel, which negatively affect the properties of steel , including for critical carriage castings. In addition, when coal with a relatively high sulfur content of 0.4-0.6 wt.% Is used in the carburetor under the conditions of smelting high-quality steels for car castings with a sulfur content of less than 0.020 wt.%, Additional measures will be required to desulfurize the metal. At the same time, the presence in the carburetor of cinders of the coal lining of aluminum electrolyzers not purified from fluoride compounds (fluorine content up to 18%), which are released during melting, negatively affects the durability of refractory products of the open-hearth furnace regenerator nozzles and pollutes the atmosphere. The disadvantage is also the low proportion of carbon assimilation from the carburetor (33.3% -34.1%).
Задачей предлагаемого изобретения является повышение усвоения углерода из карбюратора, снижение вредных выбросов в атмосферу, повышение качества металла, в том числе для вагонных отливок и улучшение технико-экономических показателей плавки.The objective of the present invention is to increase the assimilation of carbon from the carburetor, reduce harmful emissions into the atmosphere, improve the quality of metal, including for car castings, and improve the technical and economic indicators of melting.
Поставленная задача достигается тем, что для плавки сталей, в том числе для вагонных отливок, в основной мартеновской печи скрап-процессом предлагается состав шихты с оптимизированным соотношением в ней долей передельного чугуна, чугунного лома и стального лома с одновременным введением в шихту карбюратора, обеспечивающего повышенное усвоение углерода металлическим расплавом без выделения в атмосферу вредных веществ. При этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:The task is achieved by the fact that for melting steels, including for car castings, in the main open-hearth furnace with the scrap-process, a composition of the charge with an optimized ratio of the proportions of pig iron, cast iron scrap and steel scrap in it is proposed with the simultaneous introduction of a carburetor into the charge, providing an increased assimilation of carbon by a metal melt without the release of harmful substances into the atmosphere. The components are taken in the following ratio, wt%:
при этом в качестве карбюратора она содержит флюс шлако-угольно-графитовый – фракции 10-100 мм.at the same time, as a carburetor, it contains a slag-coal-graphite flux - fractions of 10-100 mm.
Карбюратор - флюс шлако-угольно-графитовый содержит, мас.%: 50,0-65,0 углерод, сера не более 1, остальное – флюсовая составляющая на основе отвального мартеновского шлака. Carburetor - slag-coal-graphite flux contains, wt%: 50.0-65.0 carbon, sulfur not more than 1, the rest is a flux component based on dump open-hearth slag.
В связи с тем, что общепринято при расчете содержания углерода в шихтовых материалах за основу принимать его содержание в металлической части шихты и количество карбюраторов определять на основе недостающего в ней содержания углерода до нормативного его содержания в металле по расплавлении, то количество металлической части обычно принимают за 100%, а количество карбюраторов сверх 100%. Поэтому формула изобретения изложена в соответствии с общепринятой схемой расчета шихты, т.е. как и в прототипе, количество карбюратора – флюса шлако-угольно-графитового входит в нее сверх 100% содержания металлической ее части.Due to the fact that it is generally accepted when calculating the carbon content in charge materials as a basis to take its content in the metal part of the charge and determine the number of carburetors on the basis of the missing carbon content in it up to its standard content in the metal upon melting, the amount of the metal part is usually taken as 100%, and the number of carburetors is over 100%. Therefore, the claims are stated in accordance with the generally accepted scheme for calculating the charge, i.e. as in the prototype, the amount of carburetor - slag-coal-graphite flux is included in it in excess of 100% of its metal content.
Флюс шлако-угольно-графитовый изготавливается по специальной технологии в окомкованном виде. В качестве углеродной составляющей он содержит, в частности, отходы электродного производства, отработанные угольные и графитизированные электроды, лом угольно-графитовых футеровок печей, очищенный от вредных примесей. В качестве шлаковой составляющей в карбюратор вводится, например, отвальный мартеновский шлак, содержащий окислы железа. В результате в данном карбюраторе обеспечивается содержание серы не более 1 мас.% - ниже, чем в известных наиболее часто применяемых карбюраторах, в частности, в каменных углях, коксе, что облегчает получение в готовой стали для ответственных отливок содержание серы менее 0,020 мас.%. Наличие в данном карбюраторе шлаковой составляющей обеспечивает его утяжеление за счет более высокого удельного веса мартеновского шлака в сравнении с угольно-графитовыми составляющими, а, следовательно, улучшается взаимодействие фаз на границе металл-углерод. Кроме того, в условиях плотного контакта углеродистых фаз карбюратора и мартеновского шлака, содержащего 10,0-15,0 мас.% окислов железа, при нагреве материала в печи образуются капельки металла, насыщенные углеродом, которые затем усваиваются расплавом металла. Эти два фактора способствуют увеличению усвоения углерода из карбюратора.Slag-carbon-graphite flux is produced by special technology in a pelleted form. As a carbon component, it contains, in particular, wastes of electrode production, spent carbon and graphitized electrodes, scrap of carbon-graphite lining of furnaces, cleaned of harmful impurities. As a slag component, for example, dump open-hearth slag containing iron oxides is introduced into the carburetor. As a result, this carburetor provides a sulfur content of no more than 1 wt.% - lower than in the known most commonly used carburetors, in particular, in coal, coke, which makes it easier to obtain a sulfur content of less than 0.020 wt.% In finished steel for critical castings. ... The presence of a slag component in this carburetor makes it heavier due to the higher specific gravity of open-hearth slag in comparison with carbon-graphite components, and, consequently, the interaction of phases at the metal-carbon interface is improved. In addition, under conditions of close contact of the carbonaceous phases of the carburetor and open-hearth slag containing 10.0-15.0 wt.% Of iron oxides, when the material is heated in the furnace, metal droplets saturated with carbon are formed, which are then assimilated by the metal melt. These two factors contribute to increased carbon absorption from the carburetor.
Расход карбюратора – флюса шлако-угольно-графитового в количестве 0,5-1,0 мас.% (сверх 100%) определен опытным путем с учетом коэффициента замены углерода чугуна углеродом карбюратора.The consumption of the carburetor - slag-coal-graphite flux in the amount of 0.5-1.0 wt.% (Over 100%) was determined empirically, taking into account the coefficient of replacement of cast iron carbon with carburetor carbon.
При расходе карбюратора менее 0,5 мас.% эффект замены чугуна невелик. При расходе карбюратора более 1,0 мас.% без эквивалентного снижения расхода передельного чугуна появляется избыток углерода, удаление которого требует дополнительного расхода окислителей, приводит к увеличению длительности плавки и ухудшению условий необходимой десульфурации и дефосфорации металла до уровня содержания серы и фосфора в готовом металле не более 0,020 мас.% каждого.At a carburetor consumption of less than 0.5 wt%, the effect of replacing cast iron is small. At a carburetor consumption of more than 1.0 wt% without an equivalent reduction in the consumption of pig iron, an excess of carbon appears, the removal of which requires additional consumption of oxidants, leads to an increase in the duration of melting and deterioration of the conditions for the necessary desulfurization and dephosphorization of the metal to the level of sulfur and phosphorus content in the finished metal. more than 0.020 wt.% each.
Использование флюса шлако-угольно-графитового с фракцией менее 10 мм нецелесообразно, поскольку такая фракция подвержена высокому уносу из мартеновской печи.The use of slag-coal-graphite flux with a fraction of less than 10 mm is impractical, since such a fraction is subject to high entrainment from the open-hearth furnace.
При использовании флюса шлако-угольно-графитового с фракцией более 100 мм затормаживаются процессы науглероживания стального лома и расплава и увеличивается угар углерода из крупных кусков карбюратора.When using a slag-coal-graphite flux with a fraction of more than 100 mm, the processes of carburization of steel scrap and melt are inhibited and carbon waste from large pieces of carburetor increases.
Соотношение в шихте мартеновской плавки передельного чугуна, чугунного лома и стального скрапа в предлагаемом составе шихты выбрано с учетом коэффициента замены углерода чугуна углеродом карбюратора – флюса шлако-угольно-графитового в выбранных оптимальных его количествах и составляет соответственно, мас. %: (34,0 – 40,0) : (60,0 – 66,0). The ratio in the charge of open-hearth smelting of pig iron, pig iron scrap and steel scrap in the proposed composition of the charge is selected taking into account the coefficient of replacement of cast iron carbon with carburetor carbon - slag-coal-graphite flux in selected optimal amounts and is, respectively, wt. %: (34.0 - 40.0): (60.0 - 66.0).
Примеры конкретного осуществления.Examples of specific implementation.
Частный вариант исполнения изобретения. Выплавку стали 20 ГЛ для ответственных отливок вагоностроения с использованием предлагаемой шихты производили в 60-тонных мартеновских печах АО «НПК «Уралвагонзавод» с основной футеровкой скрап-процессом с добавлением карбюратора.A particular embodiment of the invention. Smelting of steel 20 GL for critical castings of carriage building using the proposed charge was carried out in 60-ton open-hearth furnaces of JSC NPK Uralvagonzavod with the main lining by the scrap process with the addition of a carburetor.
Пример 1. В 60-тонной мартеновской печи ОАО «Научно-производственная Корпорация «Уралвагонзавод» с основной футеровкой провели серию плавок (50 плавок) скрап-процессом с получением стали для вагонных отливок. В данной серии соотношение в шихте передельного чугуна плюс чугунного лома и стального лома составило соответственно, мас.%: 31,0-36,0 и 64,0-69,0. Расход карбюратора – флюса шлако- угольно- графитового (сверх 100%) в завалку составил 0,5 мас.%.Example 1. In a 60-ton open-hearth furnace of OJSC "Scientific and Production Corporation" Uralvagonzavod "with the main lining, a series of heats (50 heats) were carried out by the scrap process to obtain steel for car castings. In this series, the ratio in the charge of pig iron plus pig iron scrap and steel scrap was, respectively, wt%: 31.0-36.0 and 64.0-69.0. The consumption of the carburetor - slag-carbon-graphite flux (over 100%) into the filling was 0.5 wt%.
Пример 2. В 60-тонной мартеновской печи АО «Научно-производственная Корпорация «Уралвагонзавод» с основной футеровкой провели серию плавок (30 плавок) скрап-процессом с получением стали для вагонных отливок. В данной серии соотношение в шихте передельного чугуна плюс чугунного лома и стального лома составило соответственно, мас.%: 28,0-32,0 и 68,0-72,0. Расход карбюратора – флюса угольно- графитового (сверх 100%) в завалку составил 1,0 мас.%.Example 2. In a 60-ton open-hearth furnace of JSC "Scientific and Production Corporation" Uralvagonzavod "with the main lining, a series of heats (30 heats) were carried out by the scrap process to obtain steel for car castings. In this series, the ratio in the charge of pig iron plus pig iron scrap and steel scrap was, respectively, wt%: 28.0-32.0 and 68.0-72.0. The consumption of the carburetor - carbon-graphite flux (over 100%) into the filling was 1.0 wt%.
Пример 3. В 60-тонной мартеновской печи АО «Научно-производственная Корпорация «Уралвагонзавод» с основной футеровкой провели серию плавок (10 плавок) скрап-процессом с получением стали для вагонных отливок. В данной серии соотношение в шихте передельного чугуна плюс чугунного лома и стального лома составило соответственно, мас.%: 28,0-32,0 и 68,0-72,0. Расход карбюратора – флюса угольно-графитового (сверх 100%) в завалку составил 1,5 мас.%.Example 3. In a 60-ton open-hearth furnace of JSC "Scientific and Production Corporation" Uralvagonzavod "with the main lining, a series of heats (10 heats) were carried out by the scrap-process to obtain steel for car castings. In this series, the ratio in the charge of pig iron plus pig iron scrap and steel scrap was, respectively, wt%: 28.0-32.0 and 68.0-72.0. The consumption of the carburetor - carbon-graphite flux (over 100%) into the filling was 1.5 wt%.
Результаты опытных плавок в сравнении с прототипом, а также массива серийных плавок, проведенных без использования карбюратора, приведены в таблице 1. The results of experimental heats in comparison with the prototype, as well as an array of serial heats carried out without using a carburetor, are shown in table 1.
Показатели опытных плавок с получением стали для отливок вагоностроения, проведенных по параметрам заявки, в сравнении с прототипом и серийными плавкамиIndicators of experimental melts to obtain steel for car building castings, carried out according to the parameters of the application, in comparison with the prototype and serial melts
Таблица 1Table 1
передельного чугуна и чугунного лома -
стального лома -
карбюраторов (сверх 100%) –
Всего Consumption for filling,% of the volume of metal charge:
pig iron and pig iron scrap -
steel scrap -
carburetors (over 100%) -
Total
(ср. 24,5)
73-78
2,7-4,2
102,7-104,222-27
(cf. 24.5)
73-78
2.7-4.2
102.7-104.2
(ср. 36,5)
61-66
0
10034-39
(cf. 36.5)
61-66
0
one hundred
(ср.33,5)
64-69
0,5
100,531-36
(compare 33.5)
64-69
0.5
100.5
(ср. 30)
68-72
1,0
101,028-32
(cf. 30)
68-72
1.0
101.0
(ср. 30)
68-72
1,5
101,528-32
(cf. 30)
68-72
1.5
101.5
расплавлении, %
Содержание углерода на начало «чистого» кипения, мас.%
Содержание углерода на конец «чистого» кипения, мас %,
Содержание углерода в паспортных пробах, мас%Carbon content by
melting,%
Carbon content at the beginning of "pure" boiling, wt%
Carbon content at the end of "pure" boiling, wt%,
Carbon content in passport samples, wt%
0,6-0,7
0,20-0,25
0,18-0,23 1.02-1.37
0.6-0.7
0.20-0.25
0.18-0.23
0,58-0,70
0,15-0,20
0,18-0,23 1.25-1.55
0.58-0.70
0.15-0.20
0.18-0.23
0,60-0,71
0,15-0,20
0,18-0,23 1.30-1.60
0.60-0.71
0.15-0.20
0.18-0.23
0,60-0,71
0,15-0,20
0,18-0,23 1.30-1.60
0.60-0.71
0.15-0.20
0.18-0.23
0,58-0,70
0,15-0,20
0,18-0,23 1.9-2.2
0.58-0.70
0.15-0.20
0.18-0.23
- в готовой стали Average sulfur content, wt%: - by melting of the charge
- in finished steel
0,0250.037
0.025
0,0170.035
0.017
0,0160.035
0.016
0,0150.035
0.015
0,0170.035
0.017
Из данных таблицы 1 следует, что усвоение углерода из карбюратора, вводимого в состав предлагаемой шихты, существенно превышает усвоение углерода из карбюратора по прототипу. Данное обстоятельство обусловило несколько большее содержание углерода в металле по расплавлению в сравнении с серийными плавками и при равном расходе окислителей содержание углерода на начало «чистого» кипения также оказалось несколько выше. В этих условиях средняя продолжительность «чистого» кипа на опытных плавках увеличилась на 3,6 мин, что несущественно для общей продолжительности плавок и в тоже время это полезно для удаления газов, усреднения температуры металла по глубине ванны, для улучшения обессеривания – последнее зафиксировано в опытных плавках.From the data in Table 1, it follows that the assimilation of carbon from the carburetor, introduced into the composition of the proposed charge, significantly exceeds the assimilation of carbon from the carburetor according to the prototype. This circumstance caused a slightly higher carbon content in the metal by melting in comparison with serial smelting, and with equal consumption of oxidants, the carbon content at the beginning of "pure" boiling was also slightly higher. Under these conditions, the average duration of a "clean" bale in experimental heats increased by 3.6 minutes, which is insignificant for the total duration of heats and at the same time it is useful for removing gases, averaging the temperature of the metal over the depth of the bath, to improve desulfurization - the latter was recorded in experimental swimming trunks.
При расходе карбюратора 1,5 % (сверх 100%), пример 3, увеличилось содержание углерода по расплавлении до 1,9-2,2 мас.% против 1,25-1,55 мас.% в серийных плавках, что потребовало увеличения расхода железорудных окатышей на плавку с 500 кг до 800 кг для достижения содержания углерода на начало «чистого» кипения на уровне серийных плавок.At a carburetor consumption of 1.5% (over 100%), example 3, the carbon content by melting increased to 1.9-2.2 wt.% Versus 1.25-1.55 wt.% In serial heats, which required an increase consumption of iron ore pellets for melting from 500 kg to 800 kg to achieve the carbon content at the beginning of "clean" boiling at the level of serial melts.
Показатели механических свойств приведены в таблице 2.Mechanical properties are shown in Table 2.
Требуемый контролируемый уровень механических свойств стали на опытных плавках с расходом карбюратора 0,5-1,0% (сверх 100%) имеет тенденцию к улучшению. The required controlled level of mechanical properties of steel in experimental melts with a carburetor consumption of 0.5-1.0% (over 100%) tends to improve.
Механические свойстваMechanical properties
Таблица 2table 2
σт, МПа (кгс/мм2)Yield point
σ t, MPa (kgf / mm 2 )
σ, Мпа (кгс/мм2)Temporary resistance
σ , MPa (kgf / mm 2 )
δ, %Relative extension
δ,%
При этом на опытных плавках с предлагаемым составом шихты не было отбраковано ни одного ковша по величине ударной вязкости, в то время как на серийных плавках такая отбраковка составляет 7-11%.At the same time, on experimental heats with the proposed composition of the charge, not a single ladle was rejected in terms of impact strength, while on serial heats this rejection is 7-11%.
При использовании предлагаемого состава шихты достигается снижение расхода передельного чугуна в шихте на 30-60 кг/т металлозавалки за счет замены его карбюратором с высокой степенью усвоения углерода – флюсом шлако-угольно-графитовым в пределах 0,5-1,0 мас.% (сверх 100%) или 5-10 кг/т. При введении в состав шихты данного карбюратора выделения в атмосферу в процессе плавки фтористых соединений не происходит.When using the proposed composition of the charge, a decrease in the consumption of pig iron in the charge by 30-60 kg / t of metal filling is achieved by replacing it with a carburetor with a high degree of carbon assimilation - a slag-coal-graphite flux within 0.5-1.0 wt.% ( over 100%) or 5-10 kg / t. When this carburetor is added to the charge, no fluoride compounds are released into the atmosphere during the melting process.
Таким образом, при использовании предлагаемого состава шихты при выплавке в мартеновской печи скрап-процессом стали отливок, в том числе вагонных, проявляется положительный технический результат. Thus, when using the proposed composition of the charge when smelting in an open-hearth furnace by scrap-process steel of castings, including carriage, a positive technical result is manifested.
Источники информации:Sources of information:
1. А.М. Бигеев, Расчеты мартеновских плавок (технологическая часть) - М. Металлургия, 1966, с. 144.1. A.M. Bigeyev, Calculations of open-hearth heats (technological part) - M. Metallurgy, 1966, p. 144.
2. А.Н. Морозов, «Современный мартеновский процесс», ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, Свердловское отделение, Свердловск, 1961, с. 421-424. 2. A. N. Morozov, "Modern open-hearth process", GNTI literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, Sverdlovsk branch, Sverdlovsk, 1961, p. 421-424.
3. А.М. Бигеев, В.А. Бигеев, «Металлургия стали», Изд. третье, переработанное и дополненное, Магнитогорск, МГТУ, 2000, с. 459-460.3. A.M. Bigeyev, V.A. Bigeyev, "Steel Metallurgy", Ed. third, revised and supplemented, Magnitogorsk, MSTU, 2000, p. 459-460.
4. Патент РФ на изобретение № 2208050, Опубл. 10.07.2003.4. RF patent for invention No. 2208050, Publ. 10.07.2003.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110111A RU2731710C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Charge for steel melting in basic open-hearth furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020110111A RU2731710C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Charge for steel melting in basic open-hearth furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2731710C1 true RU2731710C1 (en) | 2020-09-08 |
Family
ID=72421817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020110111A RU2731710C1 (en) | 2020-03-11 | 2020-03-11 | Charge for steel melting in basic open-hearth furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2731710C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114774614A (en) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 首钢集团有限公司 | A converter steelmaking method |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1205443A (en) * | 1966-08-12 | 1970-09-16 | Kokichi Otani | Improvements in or relating to steelmaking |
| FR2488620A1 (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-19 | Sib Metall Instit | Steel-making from charge of cold scrap - involves supplying slag-forming material in powder form and in cyclical mode |
| CS265161B1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-10-13 | Petros Jaroslav | A method for producing steel in a tandem steel furnace |
| RU2055908C1 (en) * | 1993-08-17 | 1996-03-10 | Полное товарищество "Александров и компания - Деймос" | Method for melting iron-carbon alloys in hearth furnaces |
| RU2208050C1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-07-10 | ОАО "Златоустовский металлургический комбинат" | Steel melting burden |
-
2020
- 2020-03-11 RU RU2020110111A patent/RU2731710C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1205443A (en) * | 1966-08-12 | 1970-09-16 | Kokichi Otani | Improvements in or relating to steelmaking |
| FR2488620A1 (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-19 | Sib Metall Instit | Steel-making from charge of cold scrap - involves supplying slag-forming material in powder form and in cyclical mode |
| CS265161B1 (en) * | 1987-07-02 | 1989-10-13 | Petros Jaroslav | A method for producing steel in a tandem steel furnace |
| RU2055908C1 (en) * | 1993-08-17 | 1996-03-10 | Полное товарищество "Александров и компания - Деймос" | Method for melting iron-carbon alloys in hearth furnaces |
| RU2208050C1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-07-10 | ОАО "Златоустовский металлургический комбинат" | Steel melting burden |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114774614A (en) * | 2022-04-14 | 2022-07-22 | 首钢集团有限公司 | A converter steelmaking method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| RU2731710C1 (en) | Charge for steel melting in basic open-hearth furnace | |
| EP0627012B1 (en) | Process for desulphurising irons melts with minimal slag production and suitable device therefor | |
| JPH10330822A (en) | Recovery of valuable metals from industrial waste | |
| CN116855667B (en) | A method for recycling solid waste from molten iron pretreatment | |
| RU2201970C2 (en) | Method of making steel in high-power electric arc furnaces | |
| CN110724788B (en) | Preparation and use method of carbon-containing steel block deoxidizer for vacuum furnace steelmaking | |
| RU2532538C1 (en) | Mixture for steel making in electroslag furnace with production of raw material for zinc industry | |
| JP2017186607A (en) | Electric furnace refining method | |
| RU2784899C1 (en) | Method for smelting steel in an oxygen converter | |
| RU2208050C1 (en) | Steel melting burden | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| SU1726531A1 (en) | Method of steelmaking in open hearth furnaces | |
| US1826882A (en) | Method of purifying steel in the open hearth process | |
| RU2102494C1 (en) | Method of producing cast iron and steel in metallurgical assemblies | |
| RU2352645C1 (en) | Method of steel smelting in arc electric steel-making furnace | |
| RU2287018C2 (en) | Method of converter steelmaking process | |
| RU2771888C1 (en) | Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace | |
| RU2356952C2 (en) | Briquette for cast iron smelting | |
| RU2180007C2 (en) | Method of melting iron-carbon alloys in hearth-tire furnaces | |
| CN117568539A (en) | Blast furnace smelting method under high zinc and high alkali conditions | |
| SU956574A1 (en) | Method for melting low-carwon correr-containing high-chromium steels | |
| SU601265A1 (en) | Refractory packing compound | |
| RU2355776C2 (en) | Production method of manganous steel | |
| SU863662A1 (en) | Steel deoxidizer |