RU2845595C1 - Method of steel making in converter - Google Patents
Method of steel making in converterInfo
- Publication number
- RU2845595C1 RU2845595C1 RU2024134735A RU2024134735A RU2845595C1 RU 2845595 C1 RU2845595 C1 RU 2845595C1 RU 2024134735 A RU2024134735 A RU 2024134735A RU 2024134735 A RU2024134735 A RU 2024134735A RU 2845595 C1 RU2845595 C1 RU 2845595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- converter
- slag
- steel
- blowing
- iron
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к выплавке стали в конвертере с комбинированной продувкой.The invention relates to metallurgy, in particular to steel smelting in a converter with combined blowing.
Известен способ выплавки стали в конвертере с комбинированной продувкой, включающий завалку твердой металлошихты и заливку жидкого чугуна, продувку металла кислородом сверху и азотом снизу, подачу в конвертер шлакообразующих и железосодержащих материалов, при этом в процессе плавки в конвертер до начала периода интенсивного обезуглероживания металла дополнительно присаживают магнезиальный флюс в количестве 2-15 кг/т стали, содержащий, мас.%: оксид магния 40,0-70,0, оксид кремния 0,5-15,0, оксид кальция 1,0-15,0, оксид железа 0,1-5,0, потери при прокаливании 20,0-50,0, примеси - остальное. 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. 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. Изобретение позволяет повысить качество стали за счет снижения содержания азота и снизить износ футеровки конвертера. [Патент RU 2729692, МПК C21C5/28, 2020].A method is known for smelting steel in a converter with combined blowing, including loading solid metal charge and pouring liquid pig iron, blowing the metal with oxygen from above and nitrogen from below, feeding slag-forming and iron-containing materials into the converter, wherein during the smelting process, before the start of the period of intensive decarburization of the metal, magnesia flux is additionally added to the converter in an amount of 2-15 kg/t of steel, containing, by weight: 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, impurities - the rest. After oxygen blowing is completed, before pouring the metal into the ladle, the melt is blown with nitrogen from above and below with an additional addition of magnesia flux in an amount of 1-2 kg/t of steel or without an additional addition of magnesia flux. After pouring the metal into the ladle, the slag remaining in the converter is blown onto the converter lining with nitrogen supplied from above and below with an additional addition of magnesia flux in an amount of 1-5 kg/t of steel or without an additional addition of magnesia flux. The invention improves the quality of steel by reducing the nitrogen content and reduces the wear of the converter lining. [Patent RU 2729692, IPC C21C5/28, 2020].
Проведение комбинированной продувки с подачей через донные фурмы только азота при выплавке стали в конвертере приводит к неравномерному перемешиванию металла с образованием «застойных зон» в глубине ванны, а также отмечается низкая степень дефосфорации металла в условиях передела высокой доли чугуна.Conducting a combined blowdown with the supply of only nitrogen through the bottom tuyeres during steel smelting in the converter leads to uneven mixing of the metal with the formation of “stagnant zones” in the depth of the bath, and a low degree of metal dephosphorization is also noted under conditions of processing a high proportion of cast iron.
Известен способ выплавки стали в конвертере, включающий загрузку в конвертер скрапа, заливку жидкого чугуна, продувку стали кислородом сверху и аргоном или углекислым газом снизу через донные фурмы, в котором продувку аргоном или углекислым газом осуществляют в пульсирующем режиме с частотой 0,01 - 1,0 Гц, при этом в начале плавки сталь продувают снизу аргоном до его израсходования в количестве 0,3 - 5,0 м3/т стали, после чего осуществляют попеременную продувку стали снизу аргоном и углекислым газом. Интенсивность продувки расплава аргоном или углекислым газом снизу через донные фурмы устанавливают на основании расхода жидкого чугуна на плавку: при расходе чугуна менее 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 12,0-50,0 и 5,0-30 м3/мин соответственно, при расходе чугуна более или равном 800 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 25,0-60,0 м3/мин, при расходе чугуна более 890 кг/т стали интенсивность продувки аргоном и углекислым газом устанавливают в размере 30,0-80,0 м3/мин. Изобретение позволяет стабильно получать на выпуске из конвертера содержание азота в стали менее 0,003% [Патент RU 2674186, МПК C21C5/28, C21C5/35, 2018]. A method is known for smelting steel in a converter, which includes loading scrap into the converter, pouring in liquid iron, blowing the steel with oxygen from above and argon or carbon dioxide from below through bottom tuyeres, in which the blowing with argon or carbon dioxide is carried out in a pulsating mode with a frequency of 0.01 - 1.0 Hz, while at the beginning of the smelting, the steel is blown from below with argon until it is consumed in an amount of 0.3 - 5.0 m3 /t of steel, after which the steel is alternately blown from below with argon and carbon dioxide. The intensity of argon or carbon dioxide blowing of the melt from below through the bottom tuyeres is set based on the consumption of liquid iron per melt: with an iron consumption of less than 800 kg/t of steel, the intensity of argon and carbon dioxide blowing is set at 12.0-50.0 and 5.0-30 m3 /min, respectively; with an iron consumption of more than or equal to 800 kg/t of steel, the intensity of argon and carbon dioxide blowing is set at 25.0-60.0 m3 /min; with an iron consumption of more than 890 kg/t of steel, the intensity of argon and carbon dioxide blowing is set at 30.0-80.0 m3 /min. The invention makes it possible to stably obtain a nitrogen content in steel at the outlet from the converter of less than 0.003% [Patent RU 2674186, IPC C21C5/28, C21C5/35, 2018].
Недостатком известного способа является применение углекислого газа в условиях передела чугуна с расходом более 800 кг/т стали, что приводит к увеличению выбросов оксидов углерода в атмосферу и является неэкологичным процессом.The disadvantage of the known method is the use of carbon dioxide in the conditions of iron processing with a consumption of more than 800 kg/t of steel, which leads to an increase in carbon oxide emissions into the atmosphere and is an environmentally unfriendly process.
Наиболее близким прототипом является способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку в конвертер твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом и нейтральными газами, ввод шлакообразующих материалов по ходу продувки, согласно изобретению металлозавалку формируют при следующем содержании ее компонентов, от общего количества металлозавалки: жидкий чугун – 0,75-0,95; твердая шихта - 0,05-0,25, при этом твердая шихта состоит из компонентов, от количества твердой шихты: твердый чугун - не менее 0,7; скрап и железосодержащие отходы металлургического производства - не более 0,3, при этом продувку стали кислородом осуществляют с расходом до 1300 м3/мин, по ходу продувки осуществляют присадку железосодержащих твердых окислителей в количестве до 20 тонн на плавку, шлакообразующих материалов в количестве до 50 тонн на плавку и производят донную продувку стали нейтральным газом с общим расходом 700-3500 нл/мин стали. В период расхода кислорода в количестве 25-75% от заданного на продувку, его подачу осуществляют с расходом 800-1100 м3/мин. В качестве железосодержащих твердых окислителей используют окалину и/или железорудные окатыши, а в качестве шлакообразующих материалов используют кальций- и магнийсодержащие материалы. Изобретение позволяет увеличить выход жидкой стали на 1,0-1,5% и снизить себестоимость производства стали за счет использования в металлошихте чугуна [Патент RU 2784899, МПК C21C5/28, С21С5/30, C21C5/35, 2022].The closest prototype is a method for smelting steel in a converter, which includes loading a solid charge into the converter, pouring in liquid iron, then blowing the bath with oxygen and neutral gases, introducing slag-forming materials during the blowing process. According to the invention, the metal charge is formed with the following content of its components, from the total amount of the metal charge: liquid iron - 0.75-0.95; solid charge - 0.05-0.25, wherein the solid charge consists of components, from the amount of the solid charge: solid iron - not less than 0.7; scrap and iron-containing waste from metallurgical production - no more than 0.3, while purging steel with oxygen is carried out at a flow rate of up to 1300 m3 / min, during the purging, iron-containing solid oxidizers are added in an amount of up to 20 tons per melt, slag-forming materials in an amount of up to 50 tons per melt and bottom purging of steel with neutral gas is carried out at a total flow rate of 700-3500 nl / min of steel. During the period of oxygen consumption in an amount of 25-75% of the specified for purging, it is supplied at a flow rate of 800-1100 m3 / min. Scale and / or iron ore pellets are used as iron-containing solid oxidizers, and calcium and magnesium-containing materials are used as slag-forming materials. The invention makes it possible to increase the yield of liquid steel by 1.0-1.5% and reduce the cost of steel production due to the use of cast iron in the metal charge [Patent RU 2784899, IPC C21C5/28, C21C5/30, C21C5/35, 2022].
Недостатком способа, взятого за прототип, является недостаточная степень дефосфорации металла и низкая стойкость футеровки конвертеров.The disadvantage of the method taken as a prototype is the insufficient degree of metal dephosphorization and the low durability of the converter lining.
Проведение интенсивной донной продувки приводит к существенному снижению окисленности не только металла, но и шлака. Резкое понижение оксидов железа в шлаке тормозит растворение СаO-cодержащих материалов (извести), вследствие формирования более тугоплавких соединений силикатов кальция в начале продувки плавки. Присадкам железосодержащих материалов требуется продолжительное время для усвоения расплавом, прежде чем начнётся формирование легкоплавких ферритов кальция. Особенно эффект снижения степени дефосфорации отмечается в условиях работы с высокой долей чугуна (жидкого и твёрдого) более 80 % от массы всей загружаемой шихты. Intensive bottom blowing leads to a significant reduction in oxidation of not only the metal, but also the slag. A sharp decrease in iron oxides in the slag inhibits the dissolution of CaO-containing materials (lime), due to the formation of more refractory calcium silicate compounds at the beginning of the melt blowing. Additives of iron-containing materials require a long time to be absorbed by the melt before the formation of low-melting calcium ferrites begins. The effect of reducing the degree of dephosphorization is especially noted under conditions of operation with a high proportion of cast iron (liquid and solid) more than 80% of the mass of the entire loaded charge.
Доля жидкого чугуна, рассчитанная как процентное соотношение веса жидкого чугуна к весу всей загружаемой шихты в конвертер, т.е. суммарному весу заливаемого жидкого чугуна и заваливаемой твёрдой шихты, существенно влияет на ведение плавки с соблюдением условий требуемого материального и теплового баланса. Чем выше его доля, тем выше расход СаO, MgO - шлакообразующих материалов, в т.ч. охладителей с высокими потерями при прокаливании и содержащих оксиды железа материалов (окалина, агломерат, окатыши), что приводит к формированию большой массы шлака по ходу плавки. Наоборот, работа с пониженной долей жидкого чугуна менее 80 % от массы всей загружаемой шихты приводит к ограничению в расходах, как шлакообразующих материалов, так и охладителей, при этом повышается расход углеродсодержащих материалов, в частности кокса, соответственно масса шлака существенно снижается.The share of liquid iron calculated as a percentage of the weight of liquid iron to the weight of the entire batch loaded into the converter, i.e. the total weight of the poured liquid iron and the dumped solid batch, significantly affects the smelting process while maintaining the required material and heat balance. The higher its share, the higher the consumption of CaO, MgO - slag-forming materials, including coolants with high losses during calcination and materials containing iron oxides (scale, agglomerate, pellets), which leads to the formation of a large mass of slag during smelting. On the contrary, working with a reduced share of liquid iron less than 80% of the weight of the entire batch loaded leads to a limitation in the consumption of both slag-forming materials and coolants, while the consumption of carbon-containing materials, in particular coke, increases, and accordingly the slag mass is significantly reduced.
Необходимо отметить, что существенное снижение содержания оксидов железа в шлаке на ранних стадиях передела чугуна в начале продувки кислородом, приводит к резкому снижению основности шлака , т.е. агрессивность такого шлака высокая по отношению к периклазовым огнеупорам футеровки конвертера.It should be noted that a significant reduction in the content of iron oxides in the slag at the early stages of iron processing at the beginning of oxygen blowing leads to a sharp decrease in the basicity of the slag. , i.e. the aggressiveness of such slag is high in relation to the periclase refractories of the converter lining.
Известно, что снижению агрессивности шлака по отношению к футеровке способствуют присадки магнезиальных шлакообразующих добавок, в частности, магнезитcодержащие материалы - основа Mg(CO)3 или доломитсодержащие материалы - основа Са,Mg(CO)3, а также флюсы изготовленные из них. Но в условиях ужесточения требований к выбросам оксидов углерода в атмосферу, применение данных материалов и их расход существенно ограничивается, особенно в условиях передела высокой доли чугуна более 80 % от массы всей загружаемой шихты, где и без дополнительных добавок СО2 карбонатными шлакообразующими материалами, выбросы в атмосферу окисленного углерода из чугуна значительны.It is known that the reduction of slag aggressiveness towards the lining is facilitated by additions of magnesite slag-forming additives, in particular, magnesite-containing materials - the basis of Mg(CO) 3 or dolomite-containing materials - the basis of Ca,Mg(CO) 3 , as well as fluxes made from them. But in the conditions of tightening requirements for carbon oxide emissions into the atmosphere, the use of these materials and their consumption is significantly limited, especially in conditions of processing a high proportion of cast iron over 80% of the weight of the entire loaded charge, where even without additional additives of CO2 carbonate slag-forming materials, emissions of oxidized carbon from cast iron into the atmosphere are significant.
В предлагаемом способе поставлена задача: повысить основность шлака, соответственно снизить содержание фосфора в металле к концу продувки в конвертере, уменьшить износ футеровки конвертера и снизить выбросы оксидов углерода в атмосферу.The proposed method sets the task of increasing the basicity of the slag, accordingly reducing the phosphorus content in the metal by the end of the blowdown in the converter, reducing the wear of the converter lining and reducing carbon oxide emissions into the atmosphere.
Задача изобретения достигается тем, что в заявленном способе, включающем завалку в конвертер твердой шихты, заливку жидкого чугуна, продувку расплава кислородом сверху и нейтральным газом снизу, присадку по ходу плавки шлакообразующих, железосодержащих и, при необходимости, углеродсодержащих материалов, согласно изобретению, по ходу плавки присаживают бруситсодержащий флюс, содержащий 70,0-95,0 мас.% гидроксида магния и 5,0-30,0 мас.% примесей, с общим расходом изменяющимся в зависимости от доли жидкого чугуна на плавку, в количестве 0,2-2,0 кг/т стали на каждые 10,0% заливаемого чугуна от массы всей загружаемой шихты.The objective of the invention is achieved in that in the claimed method, which includes loading a solid charge into a converter, pouring liquid iron, blowing the melt with oxygen from above and neutral gas from below, adding slag-forming, iron-containing and, if necessary, carbon-containing materials during the melting process, according to the invention, a brucite-containing flux containing 70.0-95.0 wt.% magnesium hydroxide and 5.0-30.0 wt.% impurities is added during the melting process, with a total consumption varying depending on the proportion of liquid iron per melt, in an amount of 0.2-2.0 kg/t of steel for every 10.0% of the poured iron from the weight of the entire loaded charge.
По ходу продувки расплава кислородом проводят её прерывание для промежуточного частичного скачивания шлака из конвертера с присадкой 0,5-5 кг/т стали бруситсодержащего флюса.During the blowing of the melt with oxygen, it is interrupted for intermediate partial slag removal from the converter with the addition of 0.5-5 kg/t of brucite-containing flux.
По окончании продувки кислородом расплава и слива стали в ковш, в конвертере оставляют шлак и проводят его раздув азотом с присадкой бруситсодержащего флюса с расходом 0,5-5 кг/т стали.After the melt has been blown with oxygen and the steel has been poured into the ladle, the slag is left in the converter and is blown with nitrogen with the addition of a brucite-containing flux at a rate of 0.5-5 kg/t of steel.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Технология ведения плавки существенно меняется в условиях выплавки стали при увеличении доли жидкого чугуна в загружаемой шихте, состоящей из заваливаемой твёрдой шихты и заливаемого жидкого чугуна в конвертер. Чем выше доля жидкого чугуна, заливаемого в конвертер, тем ниже доля заваливаемой твёрдой шихты, тем выше расход шлакообразующих материалов, содержащих оксиды кальция и магния, а также охладителей. Присадка бруситсодержащего флюса, состоящего на 70,0-95,0 мас. % из гидроксида магния Mg(OH)2 в основе и 5,0-30,0 мас. % примесей позволяет эффективно формировать шлак требуемой основности шлака по ходу плавки.The technology of smelting changes significantly under steelmaking conditions with an increase in the proportion of liquid iron in the loaded charge, consisting of the solid charge being dumped and the liquid iron being poured into the converter. The higher the proportion of liquid iron being poured into the converter, the lower the proportion of the solid charge being dumped, the higher the consumption of slag-forming materials containing calcium and magnesium oxides, as well as coolants. The addition of a brucite-containing flux consisting of 70.0-95.0 wt. % magnesium hydroxide Mg(OH) 2 in the base and 5.0-30.0 wt. % impurities allows for the effective formation of slag of the required slag basicity during the melting process.
Известно, что гидроксид магния Mg(OH)2, ускоренно распадается за счёт низкой температуры дегидратации 350-500 °С, тем самым регулирует температуру расплава, а образовавшийся свободный оксид магния реагирует с избыточным оксидом кремния в шлаке с образованием фаз мервинита 3СаО·MgO·2SiO2 (tпл ~ 1575°C) и монтичеллита CaO·MgO·SiO2 (tпл ~ 1500°C), препятствуя образованию тугоплавких силикатов кальция: ларнита 2CaO·SiO2 (tпл ~ 2130°C) и алита 3CaO·SiO2 (tпл ~ 2070°C). It is known that magnesium hydroxide Mg(OH) 2 decomposes rapidly due to the low dehydration temperature of 350-500 °C, thereby regulating the melt temperature, and the resulting free magnesium oxide reacts with excess silicon oxide in the slag to form the phases of merwinite 3CaO MgO 2SiO2 (mp ~ 1575 °C) and monticellite CaO MgO SiO2 (mp ~ 1500 °C), preventing the formation of refractory calcium silicates: larnite 2CaO SiO2 (mp ~ 2130 °C) and alite 3CaO SiO2 (mp ~ 2070 °C).
Повышение основности шлака при сопутствующем снижении температуры способствует качественному проведению дефосфорации металла. По ходу плавки в условиях выплавки стали с высокой долей чугуна, для обеспечения заданного содержания фосфора в металле, можно проводить прерывание основной продувки кислородом расплава для промежуточного скачивания части шлака, с последующим ведением плавки при формировании шлака повышенной основности > 3,0 ед. По окончании основной продувки кислородом металла и слива его в ковш, в конвертере оставляют шлак и проводят раздув шлака азотом. При необходимости дополнительного насыщения шлака оксидом магния и корректировки температуры проводят присадки 0,5-5,0 кг/т стали бруситсодержащего флюса. Increasing the basicity of the slag with a concomitant decrease in temperature contributes to the high-quality dephosphorization of the metal. During the melting process, under conditions of smelting steel with a high proportion of cast iron, in order to ensure a given phosphorus content in the metal, it is possible to interrupt the main oxygen blowing of the melt for intermediate pumping out of part of the slag, with subsequent melting during the formation of slag with increased basicity > 3.0 units. After the main oxygen blowing of the metal and its pouring into the ladle, the slag is left in the converter and the slag is blown with nitrogen. If additional saturation of the slag with magnesium oxide and temperature adjustment are required, 0.5-5.0 kg/t of brucite-containing flux is added to the steel.
Учитывая, что износ футеровки значительно снижается при повышении основности шлака и снижении температуры, применение бруситсодержащего флюса, состоящего в основе на 70,0-95,0 % из гидроксида магния эффективно. Низкое содержание 5,0-30,0 % примесей в составе бруситсодержащего материала или флюса, представленное дунитом, сидеритом, магнезитом, серпентинитом и др. минералами, способствует при распаде материала снижению выбросов СO2 из конвертера.Considering that lining wear is significantly reduced with increasing slag basicity and temperature reduction, the use of brucite-containing flux, consisting of 70.0-95.0% magnesium hydroxide as a base, is effective. Low content of 5.0-30.0% impurities in the brucite-containing material or flux, represented by dunite, siderite, magnesite, serpentinite and other minerals, contributes to the reduction of CO2 emissions from the converter during the decomposition of the material.
Поставленная задача не решается при наличии примесей в бруситсодержащем флюсе более 30,0%, то есть когда гидроксид магния Mg(OH)2 составляет менее 70,0 %. В этом случае эффективность флюса низкая, так как возрастает как его тугоплавкость, так и возрастают выбросы СO2 в атмосферу выше разрешённой экологической нормы, при последовательном увеличении расхода бруситсодержащего флюса на каждые 10,0 % заливаемого чугуна от массы всей загружаемой шихты. The task at hand is not solved if the brucite-containing flux contains more than 30.0% impurities, i.e. when magnesium hydroxide Mg(OH) 2 is less than 70.0%. In this case, the efficiency of the flux is low, since both its refractoriness increases and CO2 emissions into the atmosphere increase above the permitted environmental standard, with a consistent increase in the consumption of brucite-containing flux for every 10.0% of the cast iron poured from the mass of the entire loaded charge.
Применение в конвертере бруситсодержащего флюса с содержанием гидроксида магния более 95,0 % нецелесообразно экономически, так как производство чистого (практически без примесей менее 5,0 %) материала (бруситсодержащего флюса) дорогостоящий процесс. Такой материал является дефицитным, дорогостоящим и нужным для других целей, например в качестве сырья для производства стойких огнеупоров для футеровки агрегатов в сталеплавильных производствах. The use of brucite-containing flux with magnesium hydroxide content of more than 95.0% in the converter is not economically feasible, since the production of pure (practically without impurities less than 5.0%) material (brucite-containing flux) is an expensive process. Such material is scarce, expensive and needed for other purposes, for example, as a raw material for the production of durable refractories for lining units in steelmaking industries.
Дополнительная присадка в конвертер бруситсодержащего флюса более 2,0 кг/т стали на каждые 10,0 % заливаемого чугуна от массы всей загружаемой шихты ограничивается высоким содержанием H2O в составе флюса. Большая часть H2O удаляется с газами в газоотводящий тракт и атмосферу цеха, незначительная часть распределяется в расплаве шлака и металла в электронном виде (ОН)¯ и [Н]+. Ограничения по содержанию водорода есть и к составу металла и к составу газа в газоотводящем тракте, поэтому расход бруситсодержащего флюса ограничен. Additional addition of brucite-containing flux to the converter in excess of 2.0 kg/t of steel for every 10.0% of the cast iron poured from the weight of the entire charged charge is limited by the high content of H 2 O in the flux. Most of the H 2 O is removed with gases into the gas exhaust duct and the atmosphere of the shop, an insignificant part is distributed in the slag melt and metal in the electronic form (OH)¯ and [H]+. There are restrictions on the hydrogen content both for the metal composition and for the gas composition in the gas exhaust duct, therefore the consumption of brucite-containing flux is limited.
Расход бруситсодержащего флюса в количестве менее 0,2 кг/т стали на каждые 10 % заливаемого чугуна от массы металлошихты не эффективен, так как масса вносимого брусита не обеспечивает проведения ускоренного насыщения шлака оксидом магния, соответственно снижается основность шлака с ухудшением его дефосфорирующей способности и повышается агрессивность шлака к футеровке конвертера.The consumption of brucite-containing flux in an amount of less than 0.2 kg/t of steel for every 10% of the cast iron poured from the mass of the metal charge is not effective, since the mass of the added brucite does not ensure accelerated saturation of the slag with magnesium oxide, and accordingly the basicity of the slag decreases with a deterioration in its dephosphorizing ability and the aggressiveness of the slag to the converter lining increases.
Сопоставление заявляемого способа со способом, выбранным за прототип, показывает, что способ выплавки стали в условиях комбинированной продувки расплава кислородом сверху и в течение всей плавки нейтральными газами азотом и аргоном снизу через донные фурмы, включающий дополнительную присадку по ходу плавки бруситсодержащего флюса заявленного состава, в необходимом количестве, изменяющемся в зависимости от доли заливаемого жидкого чугуна на плавку, соответствует критерию «новизна». Способ обеспечивает ускоренное насыщение шлака оксидами магния, повышению основности шлака, регулированию температурного режима ведения плавки, тем самым улучшает процесс дефосфорации металла, повышает стойкость футеровки, при этом сокращаются выбросы оксидов углерода из конвертера в атмосферу.Comparison of the claimed method with the method selected as a prototype shows that the method of steel smelting under conditions of combined blowing of the melt with oxygen from above and during the entire smelting with neutral gases - nitrogen and argon from below through bottom tuyeres, including an additional additive during the smelting of a brucite-containing flux of the claimed composition, in the required amount, changing depending on the proportion of liquid cast iron poured into the smelting, meets the criterion of "novelty". The method ensures accelerated saturation of the slag with magnesium oxides, an increase in the basicity of the slag, regulation of the temperature regime of the smelting, thereby improving the process of metal dephosphorization, increasing the durability of the lining, while reducing emissions of carbon oxides from the converter into the atmosphere.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
В конвертер заваливают твёрдую шихту, заливают жидкий чугун, продувают расплав кислородом и в течение всей плавки нейтральными газами азотом и аргоном, присаживают шлакообразующие материалы, железосодержащие и углеродсодержащие материалы, дополнительно присаживают по ходу плавки бруситсодержащий флюс, заявленного состава и расхода, наводят основной шлак, проводят обезуглероживание и дефосфорацию расплава до заданного содержания в металле при требуемой температуре. При необходимости по ходу основной продувки кислородом проводят прерывание продувки для промежуточного скачивания части шлака, с последующим ведением плавки при формировании шлака повышенной основности. В конце продувки металла кислородом проводят отбор проб металла и шлака и замер температуры. Затем сливают металл в ковш, в конвертере оставляют шлак и проводят раздув шлака азотом. После промежуточного скачивания шлака или после слива металла, с последующим раздувом шлака азотом на футеровку конвертера, допускаются присадки бруситсодержащего материала или флюса, расход которого заявлен для насыщения шлака оксидом магния.Solid charge is loaded into the converter, liquid cast iron is poured in, the melt is blown with oxygen and during the entire melting with neutral gases (nitrogen and argon), slag-forming materials, iron-containing and carbon-containing materials are added, a brucite-containing flux of the declared composition and consumption is additionally added during the melting, the main slag is introduced, decarburization and dephosphorization of the melt to a specified content in the metal at the required temperature are carried out. If necessary, during the main oxygen blowing, the blowing is interrupted for intermediate downloading of a part of the slag, with subsequent melting during the formation of slag with increased basicity. At the end of the metal blowing with oxygen, samples of the metal and slag are taken and the temperature is measured. Then the metal is poured into a ladle, the slag is left in the converter and the slag is blown with nitrogen. After intermediate slag removal or after metal draining, with subsequent slag blowing with nitrogen onto the converter lining, additions of brucite-containing material or flux are permitted, the consumption of which is stated for saturating the slag with magnesium oxide.
Пример осуществления способа.An example of implementing the method.
Выплавку стали проводили в конвертере емкостью 350 т по выходу годного металла, оборудованном системами комбинированной подачи кислорода сверху, а аргона и азота снизу через донные фурмы. Подачу кислорода осуществляли с интенсивностью 800-1000 м3/мин, а нейтральный газ попеременно азот и аргон подавали с общим расходом 300-400 м3/т стали. В качестве шлакообразующих материалов присаживали известь и ожелезнённый высокомагнезиальный флюс, в качестве железосодержащего материала применяли окалину, а углеродсодержащего материала кокс. Варианты реализации способа приведены в таблице, где для сравнения взяты также плавки известного способа - прототипа. На всех анализируемых плавках температура и химический состав заливаемого чугуна по содержанию углерода, кремния и фосфора были одинаковыми. Steel was smelted in a converter with a capacity of 350 tons in terms of usable metal yield, equipped with systems of combined oxygen supply from above, and argon and nitrogen from below through bottom tuyeres. Oxygen was supplied with an intensity of 800-1000 m3 /min, and neutral gas, nitrogen and argon, were supplied alternately with a total flow rate of 300-400 m3 /t of steel. Lime and ferruginous high-magnesia flux were added as slag-forming materials, scale was used as an iron-containing material, and coke as a carbon-containing material. The variants of the method implementation are given in the table, where the melts of the known prototype method are also taken for comparison. In all analyzed melts, the temperature and chemical composition of the cast iron in terms of carbon, silicon and phosphorus content were the same.
Варианты проведения плавок заявленным способом:Options for carrying out melting in the stated manner:
Вариант 1 – По ходу плавки проведена присадка бруситсодержащего флюса, состоящего на 70,0 % из гидроксида магния и 30,0 % примесей. По окончании продувки кислородом металла и слива его в ковш, в конвертере оставляли шлак и проводили раздув шлака азотом сверху и снизу.Option 1 – During the melting process, brucite-containing flux was added, consisting of 70.0% magnesium hydroxide and 30.0% impurities. After the metal was blown with oxygen and poured into the ladle, slag was left in the converter and slag was blown with nitrogen from above and below.
Вариант 2 – По ходу плавки проведена присадка бруситсодержащего материала, состоящего на 95,0 % из гидроксида магния и 5 % примесей. По истечении 40,0 % времени продувки кислородом проведено промежуточное скачивание части шлака, затем присадили известь с последующим продолжением продувки плавки кислородом до заданного содержания углерода в металле и температуры. По окончании продувки кислородом металла и слива его в ковш, в конвертере оставляли шлак и проводили раздув шлака азотом сверху и снизу, проводили присадку бруситсодержащего материала в количестве 2,0 кг/т (выпущенной) стали.Option 2 – During the melting process, brucite-containing material consisting of 95.0% magnesium hydroxide and 5% impurities was added. After 40.0% of the oxygen blowing time, a portion of the slag was pumped out in between, then lime was added, and the melt was then blown with oxygen to a specified carbon content in the metal and temperature. After the metal was blown with oxygen and drained into the ladle, the slag was left in the converter and slag was blown with nitrogen from above and below, and brucite-containing material was added in an amount of 2.0 kg/t (of tapped) steel.
Вариант 3 – По ходу плавки проведена присадка бруситсодержащего флюса, состоящего на 85,0 % из гидроксида магния и 15,0 % примесей. По истечении 20 % времени продувки кислородом проведено промежуточное скачивание части шлака, затем на оставшийся шлак присадили известь и бруситсодержащий флюс в количестве 5,0 кг/т стали с последующим продолжением продувки плавки кислородом до заданного содержания углерода в металле и температуры. По окончании продувки кислородом металла и слива его в ковш, в конвертере оставили шлак и провели раздув шлака азотом сверху и снизу.Option 3 – During the melting process, brucite-containing flux consisting of 85.0% magnesium hydroxide and 15.0% impurities was added. After 20% of the oxygen blowing time, some of the slag was pumped out in between, then lime and brucite-containing flux were added to the remaining slag in the amount of 5.0 kg/t of steel, followed by continuing the melt blowing with oxygen to the specified carbon content in the metal and temperature. After the metal was blown with oxygen and poured into the ladle, the slag was left in the converter and blown with nitrogen from above and below.
Износ футеровки конвертера определяли методом сканирования остаточной толщины футеровки перед проведением плавок и после проведения плавок по каждому из вариантов заявленного способа и примеров известного способа. Износ футеровки на плавках вариантов заявленного способа снизился, в сравнении с примерами плавок известного способа - прототипа.The converter lining wear was determined by scanning the residual lining thickness before and after melting according to each of the variants of the claimed method and examples of the known method. The lining wear on melts of the variants of the claimed method was reduced, in comparison with the examples of melts of the known method - prototype.
На всех вариантах плавок, проведённых заявленным способом, отмечено повышение основности шлака и содержания в нём (MgO), снижение в металле содержания фосфора к концу продувки кислородом, уменьшение выбросов массы оксидов углерода в атмосферу из конвертера в сравнении с показателями плавок способа – прототипа.In all variants of smelting carried out by the stated method, an increase in the basicity of the slag and its content (MgO), a decrease in the phosphorus content in the metal by the end of the oxygen blowing, a decrease in the emissions of carbon oxides into the atmosphere from the converter were noted in comparison with the indicators of smelting by the prototype method.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845595C1 true RU2845595C1 (en) | 2025-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010060388A (en) * | 1999-12-20 | 2001-07-07 | 이구택 | Method for manufacturing LD slag into drain material |
| DE10149465B4 (en) * | 2001-10-08 | 2004-01-08 | Badische Stahl-Engineering Gmbh | MgO-containing composition and method for adjusting slags |
| RU2645170C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Русское горно-химическое общество" | Method of steel making in arc-type electric steel making furnace |
| US20180187276A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Ism, Inc. | Slag Conditioner |
| RU2757511C1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-10-18 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Steelmaking method in electric arc furnace |
| RU2784899C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-30 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for smelting steel in an oxygen converter |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010060388A (en) * | 1999-12-20 | 2001-07-07 | 이구택 | Method for manufacturing LD slag into drain material |
| DE10149465B4 (en) * | 2001-10-08 | 2004-01-08 | Badische Stahl-Engineering Gmbh | MgO-containing composition and method for adjusting slags |
| RU2645170C1 (en) * | 2016-10-12 | 2018-02-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Русское горно-химическое общество" | Method of steel making in arc-type electric steel making furnace |
| US20180187276A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Ism, Inc. | Slag Conditioner |
| RU2757511C1 (en) * | 2021-05-05 | 2021-10-18 | Публичное акционерное общество «Северсталь» (ПАО «Северсталь») | Steelmaking method in electric arc furnace |
| RU2784899C1 (en) * | 2022-03-29 | 2022-11-30 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for smelting steel in an oxygen converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5954551B2 (en) | Converter steelmaking | |
| JP5440733B2 (en) | Hot metal refining method | |
| US3726665A (en) | Slagging in basic steel-making process | |
| RU2164952C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JP2015218338A (en) | Molten iron refining method by converter type refining furnace | |
| CN114317873B (en) | Steelmaking slagging process | |
| JP3557910B2 (en) | Hot metal dephosphorization method and low sulfur and low phosphorus steel smelting method | |
| JP5983492B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| US5466275A (en) | Method and apparatus for desulphurizing iron with minimal slag formation | |
| CN111139332A (en) | A process for mixing slag-forming material and light and thin scrap steel into furnace | |
| JP5895887B2 (en) | Desulfurization treatment method for molten steel | |
| RU2260626C1 (en) | Method for steel melting in converter | |
| RU2845595C1 (en) | Method of steel making in converter | |
| JP2002266047A (en) | Ductile cast iron pipe and manufacturing method therefor | |
| RU2136764C1 (en) | Method of conversion of vanadium iron in converter | |
| RU2201968C2 (en) | Method of conversion of vanadium iron | |
| RU2131927C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of vanadium-containing and iron-ore materials | |
| JP4214894B2 (en) | Hot metal pretreatment method | |
| JP3458890B2 (en) | Hot metal refining method | |
| JPH10237526A (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| RU2254378C1 (en) | Method of converter steel making | |
| JP3486886B2 (en) | Steelmaking method using two or more converters | |
| RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
| RU2131466C1 (en) | Process of winning of vanadium-carrying sludge while vanadium iron is processed by monoprocess | |
| RU2729692C1 (en) | Steel melting method in converter with combined blowdown |