SU1740428A1

SU1740428A1 - Method for smelting steel in metallocord production

Info

Publication number: SU1740428A1
Application number: SU894745984A
Authority: SU
Inventors: Леонид Васильевич Белуничев; Юрий Петрович Крылов; Степан Захарович Ракевич; Николай Васильевич Солодовников; Владимир Борисович Жиленко; Аркадий Леонидович Мясников; Сергей Павлович Терзиян; Людмила Анарсеитовна Арыкова
Original assignee: Череповецкий Металлургический Комбинат Им.50-Летия Ссср
Priority date: 1989-11-03
Filing date: 1989-11-03
Publication date: 1992-06-15

Abstract

Использование: в области металлургии, а именно в способах выплавки стали. Сущность изобретени : в завалку присаживают смесь агломерата и обожженной извести в соотношении (1,5 - 4,5): 1, причем массу агломерата устанавливают равной 0,16 - 0,40 от массы чугуна, а массовый расход газообразного кислорода устанавливают равным 0,7 - 1,3 от массы кислорода, введенного в составе окислов железа агломерата. Оптимальное соотношение между вводимыми в завалку известью и агломератом обеспечивает раннее формирование шлака, что приводит к получению стали дл металлокорда с минималь- ным содержанием примесей, а оптимальные соотношени между чугуном и окислител ми обеспечивают синхронизацию скоростей нагрева и обезуглероживани , что исключает срыв выполнени заказов. 1 з.п.ф-лы, 3 табл, ЈUsage: in the field of metallurgy, namely in the methods of steelmaking. SUMMARY OF THE INVENTION: A mixture of agglomerate and calcined lime is applied to the filling in a ratio of (1.5–4.5): 1, the mass of sinter is set to 0.16–0.40 by weight of cast iron, and the mass flow of gaseous oxygen is set to 0, 7 - 1.3 of the mass of oxygen introduced in the composition of the iron oxides of the agglomerate. The optimal ratio between the lime introduced into the filling and the agglomerate ensures the early formation of slag, which results in steel for the metal cord with a minimum content of impurities, and the optimum ratio between the iron and the oxidants ensures the synchronization of the rates of heating and decarburization, which eliminates the failure of orders. 1 hp ff, 3 tabl, Ј

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , в частности к способам выплавки стали дл металлокорда в подовых сталеплавильных агрегатах,This invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for smelting steel for steel cord in bottom steelmaking aggregates,

Известен способ получени стали дл металлокорда, включающий ввод в ковш перед легированием силикокальци с расходом 1,8 - 3,5 кг/т металла с повторным вводом силикокальци в изложницу при соотношении масс первой и второй порции :(1 -3).A known method for producing steel for a steel cord includes introducing silicocalcium into the ladle before doping with a flow rate of 1.8–3.5 kg / ton of metal with repeated silicocalc in the mold at a mass ratio of the first and second portions: (1-3).

Недостатками известного способа вл ютс высока стоимость и дефицитность примен емых материалов, в частности силикокальци , и нерациональное его расходование на раскисление металла.The disadvantages of this method are the high cost and scarcity of the materials used, in particular, silicocalcium, and its irrational expenditure on the deoxidation of the metal.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ выплавки стали, который примен етс в том числе дл производстваThe closest to the offer is a method of steel smelting, which is used including for the production of

металлокорда, включающий завалку шлако- образующих материалов, лома, заливку чугуна , плавление, доводку и раскисление, причем его характерной особенностью вл етс ввод на поверхность шлакообразую- щих материалов легкоплавких материалов, содержащих оксид железа.steel cord, including the filling of slag-forming materials, scrap, casting iron, melting, finishing and deoxidation, and its characteristic feature is the introduction of low-melting materials containing iron oxide on the surface of the slag-forming materials.

Данный способ позвол ет получить металл дл производства металлокорда без ис- пользовани дефицитных материалов. Однако само по себе использование твердых окислителей в завалку не гарантирует повышение уровн выполнени заказов вследствие отсутстви регламентации соотношений между расходами материалов и непредсказуемости теплового состо ни ванны при произвольном расходе твердых и газообразных окислителей.This method makes it possible to produce metal for the production of steel cord without using scarce materials. However, the use of solid oxidizing agents in the filling itself does not guarantee an increase in the level of order fulfillment due to the lack of regulation of the relationship between the consumption of materials and the unpredictability of the thermal state of the bath with an arbitrary consumption of solid and gaseous oxidizing agents.

ЧH

Јь ОО About

4 ГО 004 th 00

Целью изобретени вл етс повышение уровн выполнени заказов на производство стали дл металлокорда в услови х минимального расхода жидкого чугуна и максимальной производительности сталеплавильного агрегата.The aim of the invention is to increase the level of fulfillment of orders for the production of steel for steel cord under the conditions of minimum consumption of liquid iron and maximum productivity of the steelmaking unit.

Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу выплавки стали дл производства металлокорда, включающему ввод в печь в период завалки шлакообра- зующих материалов, содержащих оксиды железа и кальци , металлолома, заливку жидкого чугуна и продувку ванны кислородом , в качестве шлакообразующих материалов в завалку присаживают смесь агломерата и обожженной извести в соотношении (1,5 - 4,5): 1, причем массу агломерата устанавливают равной 0,16 - 0,40 от массы чугуна, а массовый расход газообразного кислорода устанавливают равным 0,7 - 1,3 от массы кислорода, введенного в состав окислов железа агломерата.The goal is achieved by the fact that according to the steelmaking method for steel cord production, which includes inputting into the furnace during the period of filling slag-forming materials containing oxides of iron and calcium, scrap metal, pouring molten iron and blowing a bath with oxygen, the mixture is placed into the filling of agglomerate and calcined lime in the ratio (1.5 - 4.5): 1, with the mass of sinter set equal to 0.16 - 0.40 by weight of cast iron, and the mass flow rate of gaseous oxygen is set equal to 0.7 - 1.3 from m ssy oxygen introduced into the iron oxide agglomerates.

Основной причиной срыва заказов на производство металлокорда вл етс высокое содержание примесей цветных металлов и серы в готовой стали. Как показывает обработка экспериментальных данных, дл получени минимального содержани серы необходимо использование в завалку смеси извести и агломерата. При совместном вводе этих материалов уже в период прогрева начинаетс формирование жидкого шлака, состо щего в основном из ферритов кальци . Это св зано с тем, что при применении агломерата уже при 1200°С начинаетс его расплавление. Образующийс низкожелезистый низкоосновной расплав обеспечивает растворение в нем извести, т.е. вл етс стимул тором шлакообразовани . В качестве второго известьсодержащего компонента об зательно использование предварительно обожженной извести, так как использование в этих цел х, например, известн ка приводит к получению после прогрева твердо обожженной извести вследствие высокой интенсивности прогрева материалов в мартеновской печи. В результате с помощью агломерата не удаетс повысить скорость шлакообразовани и степень десульфурации металла вследствие низкой реакционной способности такой извести , высокой ее плотности, недостаточной пористости и низкой скорости ее пропитки высокожелезистым расплавом агломерата . Дл получени максимального эффекта совместного использовани извести и агломерата необходимо примен ть эти материалы в определенной пропорции. В частности, при соотношении масс агломерата и извести менее 1,5 не обеспечиваетс The main reason for the failure of orders for the production of steel cord is a high content of impurities of non-ferrous metals and sulfur in the finished steel. As the processing of experimental data shows, to obtain a minimum sulfur content, it is necessary to use a mixture of lime and agglomerate in the filling. When these materials are introduced together, the formation of liquid slag, consisting mainly of calcium ferrites, begins already during the warm-up period. This is due to the fact that when an agglomerate is used, already at 1200 ° C, it begins to melt. The resulting low-iron low-base melt provides lime dissolution in it, i.e. is a slag formation stimulator. As a second lime-containing component, it is imperative to use pre-burnt lime, since using lime, for example, for these purposes, results in hard-burned lime after heating due to the high heat intensity of the materials in the open-hearth furnace. As a result, with the help of agglomerate, it is not possible to increase the rate of slag formation and the degree of desulfurization of the metal due to the low reactivity of such lime, its high density, insufficient porosity and low rate of its impregnation with a highly ferrous sinter melt. To maximize the effect of the sharing of lime and agglomerate, these materials must be applied in a specific proportion. In particular, when the mass ratio of agglomerate and lime is less than 1.5, no

достаточное дл заметного повышени степени десульфурации стали ускорение процесса растворени извести, а при соотношении масс агломерата и извести более 4,5 быстрое растворение извести не компенсирует потерь в степени десульфурации из-за снижени основности шлака.sufficient for a noticeable increase in the degree of desulfurization of steel, the acceleration of the process of lime, and with a mass ratio of agglomerate and lime more than 4.5, the rapid dissolution of lime does not compensate for losses in the degree of desulfurization due to a decrease in the slag basicity.

Кроме того, необходимо одновременное получение заданного содержани угле0 рода и заданной температуры металла без перерасхода чугуна и потери производительности . Дл решени этого вопроса необходима строга регламентаци соотношений расходов твердых материаловIn addition, it is necessary to simultaneously obtain a predetermined grade of carbon and a predetermined temperature of the metal without over-expenditure of cast iron and loss of productivity. To resolve this issue, strict regulation of the cost ratios of solid materials is necessary.

5 и газообразного кислорода. Изменение скорости нагрева металла при изменении массы введенного в состав завалки агломерата св зано не только с изменением затрат тепла на эндотермическую реакцию восстанов0 лени окислов железа углеродом расплава (что легко рассчитать известными методами ), но и с изменением скорости протекани реакции окислени углерода при различном соотношении масс чугуна и агломерата. При5 and gaseous oxygen. The change in the heating rate of the metal when the mass of the agglomerate introduced into the filling is changed is associated not only with the change in heat consumption for the endothermic reaction of the reduction of iron oxides by carbon melt (which is easy to calculate by known methods), but also with the change in the rate of oxidation of carbon with a different mass ratio cast iron and sinter. With

5 расходе агломерата менее 0,16 массы чугуна снижаетс скорость нагрева ванны (несмотр на уменьшение затрат тепла на восстановление железа) вследствие снижени интенсивности кипени ванны из-за5, the consumption of sinter less than 0.16 by weight of the iron decreases the heating rate of the bath (despite the reduction in the heat consumption for reducing iron) due to a decrease in the intensity of the bath’s boiling due to

0 снижени объема оксида углерода, выдел ющегос в глубинных горизонтах ванны, При этом к концу плавки ванна приходит с дефицитом тепла, что требует или изменени заказа или увеличени 0 reducing the amount of carbon monoxide released in the deep horizons of the bath. At the same time, by the end of smelting the bath comes with a shortage of heat, which requires either an order change or an increase

5 продолжительности плавки дл нагрева металла факелом. При расходе агломерата более 0,40 от массы чугуна скорость нагрева металла снижаетс вследствие увеличени затрат тепла на проведение эндотермиче0 ской реакции до значений, превышающих дополнительный приход тепла за счет интенсивного перемешивани ванны.5 duration of melting to heat the metal with a torch. With the consumption of sinter more than 0.40 of the mass of cast iron, the heating rate of the metal decreases due to an increase in the cost of heat for carrying out the endothermic reaction to values exceeding the additional heat input due to the intensive mixing of the bath.

Экспериментальные данные по скорости нагрева металла в 300 т мартеновскойExperimental data on the rate of heating of the metal in 300 tons open-hearth

5 печи при различных соотношени х масс агломерата и чугуна при посто нной интенсивности продувки приведены в табл.1.5 furnaces with different ratios of the mass of sinter and cast iron at constant blowing intensity are given in table 1.

Регламентированное соотношение масс чугуна и агломерата вл етс необхо0 димым, но недостаточным условием синхронизации процессов нагрева и обезуглероживани ванны с целью получени их заданных значений перед выпуском дл обеспечени полного выполнени зака5 зов. Об зательным условием вл етс также регламентаци соотношени масс кислорода, вводимого в ванну в составе твердого окислител и в газообразном виде. Если окисление углерода твердым окислителем способствует ускорению нагрева ванны путем интенсификации ее перемешивани , то окисление углерода газообразным кислородом обеспечиваетс за счет ее перемешивани .The regulated mass ratio of iron and sinter is a necessary but not sufficient condition for synchronizing the processes of heating and decarburizing the bath in order to obtain their set values prior to release to ensure that orders are fully executed. It is also necessary to regulate the mass ratio of oxygen introduced into the bath as part of the solid oxidant and in gaseous form. If the oxidation of carbon with a solid oxidizing agent accelerates the heating of the bath by intensifying its mixing, the oxidation of carbon with gaseous oxygen is provided by mixing it.

При массовом расходе газообразного кислорода менее 0,7 от массы кислорода, введенного в составе окислов железа агломерата , не достигаетс максимальной скорости нагрева ванны из-за недостаточного выделени тепла, т.е. тепловоспринимаю- ща способность ванны используетс не полностью. Это приводит к недогреву металла в течение лимитированной услови ми обеспечени высокой производительности продолжительности периода плавлени и доводки. При массовом расходе газообразного кислорода более 1,3 от массы кислорода агломерата скорость окислени углерода превышает скорость нагрева металла, так как выдел емое при этом тепло не усваиваетс ванной и расходуетс на нагрев продуктов сгорани . В обоих случа х происходит снижение уровн выполнени заказов и снижение производительности печи.When the mass flow of gaseous oxygen is less than 0.7 from the mass of oxygen introduced in the composition of the iron oxides of the agglomerate, the maximum heating rate of the bath is not reached due to insufficient heat generation, i.e. The bath's thermal performance is not fully utilized. This leads to underheating of the metal during limited conditions to ensure high productivity of the duration of the melting and finishing period. When the mass flow of gaseous oxygen is more than 1.3 from the mass of oxygen of the agglomerate, the oxidation rate of carbon exceeds the heating rate of the metal, since the heat produced during this process is not absorbed by the bath and is spent on heating the combustion products. In both cases, there is a decrease in the level of fulfillment of orders and a decrease in the productivity of the furnace.

В качестве материала, содержащего оксиды железа, наиболее целесообразным вл етс использование агломерата вследствие высокой продолжительности его действи как интенсификатора перемешивани ванны; это вл етс следствием того, что в структуре агломерата чередуютс слои, содержащие окислы железа, и слои, состо щие из окиси кальци и кремнезема. Это приводит к медленному растворению агломерата в металле и увеличению таким образом продолжительности его воздействи на ванну на период плавлени и 2/3 периода доводки.As a material containing iron oxides, the most appropriate is the use of agglomerate due to the high duration of its action as an intensifier of bath mixing; This is due to the fact that layers containing oxides of iron and layers consisting of calcium oxide and silica alternate in the structure of the agglomerate. This leads to a slow dissolution of the agglomerate in the metal and thus an increase in the duration of its effect on the bath during the melting period and 2/3 of the refining period.

Пример. Сталь дл производства металлокорда выплавл ли в 300 т мартеновской печи. В состав завалки кроме металлолома вводили совместно агломерат и известь при их различном массовом соотношении .Example. Steel for steel cord production was smelted in 300 tons of open-hearth furnaces. In addition to scrap metal, agglomerate and lime were co-injected into the filling composition at their different mass ratios.

Химический состав примен емых шла- кообразующих смесей приведен в табл.2.The chemical composition of the used slag-forming mixtures is given in Table 2.

После завалки шихты производили ее прогрев до 1250°С и заливали жидкий чугун в определенной пропорции к расходу агломерата . Продувку металла кислородом осу- ществл ли с различной интенсивностью, что обеспечивало получение различных массовых расходов кислорода. Продолжительность плавки определ лась услови ми обеспечени плановой производительности печи и составл ла 8,33 ч (8 ч 20 мин). По каждому варианту технологии было проведено 10 плавок, что дало возможность определить уровень выполнени заказов по каждому из них.After charging, the charge was heated to 1250 ° С and liquid iron was poured in a certain proportion to the sinter consumption. Metal purging with oxygen was carried out with different intensities, which ensured different mass oxygen consumption. The duration of melting was determined by the conditions for ensuring the planned furnace performance and was 8.33 hours (8 hours and 20 minutes). For each variant of the technology, 10 heats were held, which made it possible to determine the level of implementation of orders for each of them.

Результаты эксперимента приведены в табл.3.The results of the experiment are given in table.3.

Claims

1. Method of steelmaking for steel cord production, including input into

furnace slag-forming materials containing oxides of iron and calcium, scrap metal, pouring molten iron and purging the bath with oxygen, characterized in that, in order to increase the level of performance

orders by reducing the content of harmful impurities of non-ferrous metals and sulfur in steel, as a slag-forming material, a mixture of agglomerate and calcined lime is sown in the filling in the ratio

(1.5 - 4.5): 1, and the mass of the sinter is set equal to 0.16-0.40 by weight of the iron.

2. A method according to claim 1, characterized in that the flow rate of oxygen gas for purging is set to 0.7 - 1.3 from

the mass of oxygen introduced in the composition of the iron oxides of the sinter.

Table 1

table 2