SU1117322A1

SU1117322A1 - Method of steel melting

Info

Publication number: SU1117322A1
Application number: SU833603448A
Authority: SU
Inventors: Григорий Бенционович Ширер; Олег Алексеевич Хохлов; Валерий Иванович Трахимович; Евгений Федорович Мазуров; Валерий Витальевич Шахнович; Аркадий Алексеевич Кривошейко; Геннадий Николаевич Мулько; Андрей Яковлевич Харламов; Вячеслав Викторович Кулаков
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина; Орско-Халиловский металлургический комбинат
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1984-10-07

Abstract

СПОСОБ ВЫПЛАВКИ СТАЛИ, включающий расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительного пшака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шпаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, отличающийс тем, что, с целью уменьшени -продолжительности плавки в дуговой печи, повышени стойкости ее футеровки и увеличени усвоени ванади сталью, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавлени металлизрванных окатышей известь в количестве 15-25 кг/т стали, восстановление ванади и железа из печного шлака производ т ,в ковше, причем восстановитель алюминий в виде гранул загружают в ковш порци ми в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:METHOD OF MELTING STEEL, which includes melting steel scrap in an electric arc furnace, dephosphorizing steel, downloading oxidative pshak, melting vanadium-containing metalized pellets, adding lime into a furnace, draining metal with a putty into a ladle, heating the steel in an electric arc and blowing a neutral gas. that, in order to reduce the duration of smelting in an arc furnace, increase the durability of its lining and increase the absorption of vanadium steel, they sit down in a furnace on the metal mirror before starting melting the metallized pellets with lime in the amount of 15-25 kg / t of steel; recovery of vanadium and iron from furnace slag is carried out in a ladle, and aluminum in the form of granules is loaded into the ladle in portions mixed with lime and fluorspar in a ratio of 1:

Description

1 Изобретение относитс к черной металлургии, конкретнее к выплавке стали в дуговьпс электропечах, в том числе с внепечным рафинированием металла в ковше. Известен способ получени ванадиевой стали в электродуговых печах с использованием ванадиевых шпаков заключающийс в Том, что шпак ввод в завалку или в период плавлени совместно с известью и восстановите лем в соотношении 1:(О,5-1,5):(О,1 0,5) 1. : Недостатком способа вл етс не ; обходимость использовани чистой по фосфору металлошихты, так как п необходимости дефосфорации стали вместе с окиспительнь у шлаком буду потер ны окислы ванади . Известен также способ выплавки ванадийсодержащих сталей и легирую щие-восстановительна смесь дл ег осуществлени Ш , заключающийс : в том, что ванадиевый конвертерный шлак ввод т в восстановительный пе риод плавки в сталеплавильный агре гат совместно с восстановител ми и легнруюпугми элeмeнтaMIi в следующем соотношении (1 кг на 1 т металлозавалкн ): Ванадиевь Й конвертерный ишак10-20 Дробленый ферромарганец или силикомарганец5-15 Алюминиевый порошок , или крупка 0,1-1,0 Известн к или известь1-3 недостатком способа вл етс сни жение производительности сталепла .впльной печи, св занное с затратой време1 И на расплавление в восстанов телтлньт период ванадиевого шпака и восстановление из него окислов в нади и железа. Наиболее близким по технической сущности идостигаемому эффекту к предлагаемому вл етс способ выплавки стали, включающий расплавлен D электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивани окислительного шпака, расплавление ванадийсодержащих металлизованньгх 22 окатышей, присадку в печь извести, слив металла со шлаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом. Суть известного способа заключаетс в том, что сначала проплавл ют лом в количестве 70-80% садки, провод т дефосфорацию расплава, удал ют окислительный шлак, после этого расплавл ют чистые по фосфору металлизованные окатыши в количестве 20-30% завалки , навод т восстановительный шлак с расходом извести 20-25 кг/т, раскисл ют металл и щлак, в том числе алюминием в количестве 7,51 ,1 кг/т, в том числе 50-60% Ввиде порошка. В результате происходит восстановление окислов ванади из ишака и легирование металла ванадием SJ. Недостатком известного способа вл етс уменьшение производительности дуговой печи из-за затраты дополнительного времени на восстановление из шлака, образующегос при расплавлении металлизованных окатьш1ей, окислов железа и ванади . Степень металлизадии окатьш1ей составл ет не более 92%, причем весь ванадий находитс в окатышах в окисной форме. Недостатком способа вл етс также разрушающее воздействие на .основную футеровку дуговой, печи железистого шлака пониженной основности, образующегос при расплавлении окатышей. Кроме того, использование дл раскислени шлака порошкообразного алюмини недостаточно эффективно, в результате чего усвоение ванади составл ет .не более 94-97%. Целью изобретени вл етс уменьшение продолжительности плавки в дуговой печи, повышение стойкости ее футеровки и увеличение усвоенТи , ванади сталью. Поставленна цель достигаетс тем, что по способу выплавки стали, включающему расплавление в электродуговой печи стального лома, дефосфорацию стали, скачивание окислительного шлака, расплавление ванадийсодержащих металлизованных окатьш1ей, присадку в печь извести, слив металла со шлаком в ковш, подогрев стали в ковше электрическими дугами и продувку нейтральным газом, в печь на зеркало металла присаживают перед началом расплавлени ванадийсодержащих металлизованньгх окатьш1ей известь1 The invention relates to ferrous metallurgy, more specifically to steelmaking in electric arc furnaces, including out-of-furnace refining of metal in a ladle. A known method for producing vanadium steel in electric arc furnaces using vanadium shpaks implies that the shpak is introduced into the filling or during the period of melting together with lime and reduced to a ratio of 1: (O, 5-1.5) :( O, 1 0 , 5) 1.: The disadvantage of the method is not; It is necessary to use a phosphorus-charged metal charge, since, due to the need to dephosphorize steel and oxidation, slag vanadium will be lost. There is also known a method for smelting vanadium-containing steels and alloying-reducing mixture for its implementation, which consists in the fact that vanadium converter slag is introduced into the steelmaking unit together with reducing agents and light alloy elements of the MIi in the following ratio (1) per ton of metal-smelt): Vanadium converter converter 10-20 Crushed ferromanganese or silicomanganese 5-15 Aluminum powder, or grit 0.1-1.0 Lime or lime1-3 disadvantage of this method is reduction produces of the steel-heat furnace in a stove, which is associated with a time consuming And for melting down the vanadium shpak during the reduction of telstones and the recovery from it of oxides in nadi and iron. The closest to the technical essence and the achievable effect to the proposed is a method of steel smelting, including melted D electric arc furnace, steel scraping, steel dephosphorization, oxidation piling, melting of vanadium-containing metallised 22 pellets, lime additive in the furnace, melted metal with slag, heated in a bucket with electric arcs and purging with neutral gas. The essence of this method is that, first, scrap is smelted in an amount of 70-80%, the melt is dephosphorized, the oxidative slag is removed, then phosphorus-clean metallic pellets are melted in an amount of 20-30% filling, induces reduction slag with lime consumption 20–25 kg / t, metal and slag are deoxidized, including aluminum in the amount of 7.51, 1 kg / t, including 50–60% as a powder. As a result, vanadium oxides are reduced from the donkey and doping of the metal with vanadium SJ. The disadvantage of this method is to reduce the productivity of the arc furnace due to the cost of additional time for recovery from the slag formed during the melting of metallized oxides, iron oxides and vanadium. The degree of metalization of the oats is no more than 92%, with all of the vanadium in the pellets in the oxide form. The disadvantage of this method is also the destructive effect on the main lining of the arc, furnace of ferrous slag of reduced basicity, which is formed during the melting of the pellets. In addition, the use of powdered aluminum for the deoxidation of slag is not efficient enough, as a result of which the absorption of vanadium is no more than 94-97%. The aim of the invention is to reduce the duration of smelting in an arc furnace, increase the durability of its lining and increase its absorption by vanadium steel. The goal is achieved by the method of steel smelting, which includes melting steel scrap in an electric arc furnace, dephosphorizing steel, downloading oxidizing slag, melting vanadium-containing metalized ores, adding lime into the furnace, draining metal from the slag into the ladle, heating the steel in the ladle by electric arcs and Neutral gas blowing into the furnace, metal is placed on the metal mirror before melting the vanadium-containing metallised lime

33

в количестве 15-25 кг/т стали, восстановление ванади и железа из печного шлака производ т в ковше, причем восстановитель - алюминий в виде гранул загружают в ковш порци ми в смеси с известью и плавиковым шпатом в соотношении 1:(2,3-2,7):(0,330 ,7) при общем расходе смеси 2026 кг/т стали и продувают сталь нейтрал ным газом в течение 5-50 мин, начина чродувку одновременно с началом загрузЛи в ковш смеси алюмини с известью и плавиковым шпатом,in the amount of 15–25 kg / ton of steel, the reduction of vanadium and iron from furnace slag is carried out in a ladle, and the reducing agent — aluminum in the form of granules is loaded into the ladle in portions mixed with lime and fluorspar in a ratio of 1: (2.3–2). 2.7): (0.330, 7) with a total consumption of the mixture of 2026 kg / t of steel and the steel is blown with neutral gas for 5-50 min, starting to feed at the same time as the loading of the mixture of aluminum with lime and fluorspar into the ladle,

I Введение в печь извести,в количестве 15-25 кг/т стали перед началом расплавлени окатьшзей повышает основность образующегос при плавлении окатьппей шлака и тем самым уменьшает разрушающее воздействие шлака на основную футеровку печи.I Introduction of lime into the furnace, in the amount of 15–25 kg / t of steel before the beginning of the melting, increases the basicity of the slag formed during the melting and thus reduces the destructive effect of slag on the main lining of the furnace.

Перенесение операции восстановлени окисленного печногй шлака из печи в ковш сокращает врем пребывани жидкого металла в печи и увеличивает тем самым ее производительность . Современные установки внепечного рафинировани оборудованы устройствами электродугового подогрева стали и шлака и продувки их нейтральным газом, например аргоном. Благодар этому возможна организаци процесса полного восстановлени окислов ванади шлака в ковше и увеличение усвоени ванади сталью.The transfer of the operation of reducing the oxidized furnace slag from the furnace to the ladle reduces the residence time of the liquid metal in the furnace and thereby increases its productivity. Modern installations of secondary refining are equipped with electric arc heating of steel and slag and blowing them with a neutral gas, such as argon. Due to this, it is possible to organize the process of complete reduction of vanadium slag oxides in the ladle and an increase in the absorption of vanadium by steel.

Загрузка алюмини в ковш в смеси с известью и плавиковым шпатом способствует полноте протекани реакции восстановлени алюминием окисI лов ванади шлака за счет образовани химических соединений типа ЗСаО и 5СаО3Al20j. Восстановительный шлак, близкий по составу к этим химическим соединени м, обладает высокой жидкоподвижностью, относительно низкой температурой плавлени ( i. 1500С), достаточной жидкоподвижностью и хорошей десульфурирующей способностью по отношению к стали.The loading of aluminum into the ladle in a mixture with lime and fluorspar contributes to the completeness of the reaction of the reduction of aluminum to vanadium slag by aluminum due to the formation of chemical compounds such as 3SaO and 5CaO3Al20j. The reducing slag, which is close in composition to these chemical compounds, has a high liquid mobility, a relatively low melting point (i. 1500 ° C), a sufficient liquid mobility and a good desulphurisation ability in relation to steel.

Продувка расплава в ковше нейтральным газом во врем раскислени шлака способствует увеличению зоны взаимодействи раскислительной смесо со шлаком, полноты протекани реакции восстановлени ванади , скорости и полноты осаждени в сталь из шлака корольков восстановленного сплава ванади с железом. Благодар Purging the melt in the ladle with neutral gas during slag deoxidation increases the zone of interaction of the deoxidizing mixture with slag, completes the reduction of the vanadium reaction, speed and completes the deposition of steel from the slag of reduced vanadium iron with iron. Thanks

322 .4322 .4

этому увеличиваетс степень уопоени ванади сталью.this increases the degree of vanadium steel.

Введение в печь перед проплавлением металлизованных окатышей извести менее 15 кг/т не обеспечиваетIntroduction to the furnace before the penetration of the metallized lime pellets less than 15 kg / t does not provide

оптимальной основности печного шлака, а введение извести более 25 кг/т приводит к дополнительному расходу электроэнергии и зат гиванию плавкиoptimal basicity of the furnace slag, and the introduction of lime more than 25 kg / t leads to additional power consumption and delayed smelting

в св зи с образованием излишнего количества шлака.due to the formation of excess slag.

Соотношение алюмини и извести менее 1:2,3 не обеспечивает образование химически стойких алюминатов каль )ци . Соотношение алюмини и извести (более 1:2,7 приводит к излишнему увеличению расхода электроэнергии на расплавление раскислительной смеси во врем подогрева стали в ковше,The ratio of aluminum and lime less than 1: 2.3 does not provide for the formation of chemically resistant calcium-chi aluminates. The ratio of aluminum and lime (more than 1: 2.7 leads to an unnecessary increase in the power consumption for melting the deoxidizing mixture during heating of the steel in the ladle,

Присадка извести с плавиковымAdditive of lime with hydrofluoric

шпатом в указанных соотношени х позвол ет сформировать известковый шлак с содержанием CaF в пределах 5-10%, Уменьшение содержани CaF.i 5% неspar in the indicated ratios allows forming lime slag with CaF content in the range of 5-10%. Reducing the CaF content.

позвол ет получить достаточно жидкоподвижный рлак. В свою очередь, увеличение содержани СаР2 в шлаке 10% неоправданно увеличивает скорость разъединени футеровки пшакового по са ковша и общую стоимость шлакообразующих,allows to obtain a sufficiently liquid movable rac. In turn, an increase in the content of CaP2 in the slag of 10% unnecessarily increases the rate of separation of the lining of the pshakov ladle and the total cost of slag-forming,

Расход раскислительной смеси менее 20 кг/т стали не обеспечивает полного восстановлени окислов ванади Consumption of a deoxidizing mixture of less than 20 kg / t of steel does not ensure complete reduction of vanadium oxides

из шлака, а расход смеси более 26 кг/т стали не экономичен, так как вызывает дополнительный расход алюмини .from slag, and the consumption of a mixture of more than 26 kg / t of steel is not economical, since it causes additional consumption of aluminum.

Продолжительность продувки металла нейтральным газом в течение5-50 мин объ сн етс ,с одной стороны, необходимостью проведени восстановлени ванади и железа из шлака и осаждени корольков металла, а,The duration of the purging of the metal with a neutral gas for 5–50 min is explained, on the one hand, by the need to reduce vanadium and iron from the slag and precipitate the metal, and,

с другой - проведени десульфурации и дегазации металла. Дл тех марок стали, дл которых нет необходимости проводить десульфурацию и дегазацию металла. врем продувки ближе к нижнему пределу указанного интервала.on the other hand, desulfurization and degassing of the metal. For those steel grades for which there is no need to desulphurize and degass the metal. purge time closer to the lower limit of the specified interval.

Окончание продувки стали в ковше ранее, чем через 5 мин от начала загрузки в ковш очередной порции смеси алюмини с известью и плавиковым шпатом не обеспечивает полноты осаждени в сталь из шлака корольков сплава восстановленных ванади и железа . Окончание продувки стали вThe end of the steel blowing in the ladle earlier than 5 minutes from the start of loading the next portion of the mixture of aluminum with lime and fluorspar into the ladle does not ensure complete precipitation of reduced vanadium and iron from the slag of steel into the steel from the slag. The end of the steel purge

.5.five

ковше позже чем через 50 мин не приведет к дальнейшему снижению содержани серы и водорода в металле, а также вызовет дополнительный изно футеровки и снижение температуры стали.a ladle later than 50 minutes will not lead to a further decrease in the content of sulfur and hydrogen in the metal, and will also cause additional lining and a decrease in the temperature of the steel.

Актуальность использовани изобретени при производстве конструкт онных сталей, легированньгх ванадием , определ етс возможностью их вьтлавки без использовани феррованади при сохранении производительности дуговой печи на уровне плавок с использованием феррованади и без ущерба дл футеровки печи.The relevance of using the invention in the production of structural steels alloyed with vanadium is determined by the possibility of their melting without using ferrovanadium while maintaining the performance of the arc furnace at the level of melts using ferrovanadium and without damage to the lining of the furnace.

Пример 1. В 100-тонной дуговой электропечи выплавл ют сталь марки 15ХФ, содержащую 0,06-0,12% ванади . В печи расплавл ют 85 т лома, провод т дефосфорацию и необходимое окисление углерода, скачивают окислительный шпак, загружают на поверхность металла известь 2 ,5 т и в процессе непрерывной загрузки расплавл ют 25 т металлизованных окатышей, содержащих окоЛо 0,А% ванади (0,7% ), 8-15% закиси железа и 1,5-2,5% углерода, после чего сталь довод т до и выпускают со шлаком в ковш. Ковш передают на установку электроподогрева , На ишак в ковше порци ми загружают раскислительную смесь из гранулированного алюмини , извести и плавикового шпата в соответствии 1:2,3:0,33. Общий расход смеси 2 т. Продувку стали аргоном производ т через 2 пористые вставки в днищеExample 1. In a 100-ton electric arc furnace, 15HF steel containing 0.06-0.12% Vanadium is smelted. 85 tons of scrap are melted in a furnace, dephosphorization and necessary oxidation of carbon are carried out, an oxidizing shpap is downloaded, 25.2 tons of lime are loaded onto the metal surface, and 25 tons of metallized pellets containing about 0% A, 0% , 7%), 8-15% ferrous oxide and 1.5-2.5% carbon, after which the steel is brought up and released with slag into the ladle. The bucket is transferred to the electric heating unit. A deoxidizing mixture of granulated aluminum, lime and fluorspar in accordance with 1: 2.3: 0.33 is loaded into portions of the bucket in a portion. The total consumption of the mixture is 2 tons. Steel is blown with argon through 2 porous inserts in the bottom.

7322673226

ковша. Продолжительность продувки 5 мин. Уменьшение продолжительности плавки в дуговой печи в сравнении с известным способом составл етbucket. Duration of purging 5 min. Reducing the duration of melting in an arc furnace in comparison with the known method is

5 23 мин, а извлечение ванади в сталь в сравнении с известным способом увеличиваетс на 2%.5 to 23 minutes, and vanadium extraction in steel is increased by 2% in comparison with the known method.

Пример 2. Плавку стали марки 10ХФ ведут как в примере 1, но на поверхность металла загружают известь 2 т, в ковш загружают раскислительную смесь из алюмини , извести и плавикового шпата в соответствии 1:2,5:0,53.. Расход смесиExample 2. Melting 10HF steel is carried out as in example 1, but lime is loaded onto the metal surface with 2 tons, a deoxidizing mixture of aluminum, lime and fluorspar in accordance with 1: 2.5: 0.53 is loaded into the ladle. Mixture consumption

2,3 т. Продолжительность продувки 2.3 tons. Purge duration

стали аргоном 30 мин. Уменьшение продолжительности плавки в сравнении с известным способом составл ет 25 мин, а увеличение перекода ванади , в сталь увеличиваетс на 2,5%.steel argon 30 min. The reduction in the smelting time in comparison with the known method is 25 minutes, and the increase in Vanadium rectifier into steel is increased by 2.5%.

Пример 3. Плавка проводитс как в Примере 1, но на зеркало металла загружают известь - 1,5 т, в ковш загружают раскислительную смесь из алюмини , извести и плавикового шпата в соотношении 1:2,7:0,7. Расход смеси 2,6 т. Продолжительность продувки аргоном 50 мин. Уменьшение продолжительности плавки вExample 3. Melting is carried out as in Example 1, but lime is loaded onto a metal mirror — 1.5 tons; a deoxidizing mixture of aluminum, lime and fluorspar in a ratio of 1: 2.7: 0.7 is loaded into the ladle. The mixture flow rate is 2.6 tons. The duration of the purging with argon is 50 minutes. Reducing the duration of melting in

сравнении с известным спосрбом составл ет 27 мин, а увеличение перехода ванади в сталь увеличиваетс на 3,0%.compared to the known standard, it is 27 minutes, and the increase in vanadium-to-steel transition is increased by 3.0%.

Экономическа эффективность изобретени определ етс сокращением длительности плавки в 100-тонной дуговой печи примерно на 25 мин.The economic efficiency of the invention is determined by reducing the duration of smelting in a 100-ton arc furnace by about 25 minutes.

Claims

METHOD OF MELTING STEEL, including melting steel scrap in an electric arc furnace, dephosphorizing steel, downloading oxidizing slag, melting vanadium-containing metallized pellets, adding lime to the furnace, draining metal with a spike into the ladle, heating the steel in the ladle with electric arcs and blowing with neutral gas that, in order to reduce the “duration of smelting in an arc furnace, increase the durability of its lining and increase the absorption of vanadium by steel, they sit in a furnace on a metal mirror before starting the spread the occurrence of metal-torn pellets of lime in the amount of 15-25 kg / t of steel, the recovery of vanadium and iron from furnace slag is carried out in a ladle, and the reducing agent aluminum in the form of granules is loaded into the ladle in portions in a mixture with lime and fluorspar in the ratio 1: (2,3 -2.7) :( 0.33-0.7) with a total consumption of the mixture of 20-26 kg / t of steel and the steel is blown with neutral gas for 5-50 minutes, starting to purge simultaneously with the beginning of loading the mixture of aluminum with lime into the ladle and fluorspar.

>

1 1 17322