CS205257B1

CS205257B1 - Steelmaking pig iron

Info

Publication number: CS205257B1
Application number: CS178479A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Kaderavek
Original assignee: Zdenek Kaderavek
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1979-03-19
Publication date: 1981-05-29

Description

Vynález se týká ocelárenského surového železa a řeší dosaženi vysokého výtěžku při výrobě oceli.The present invention relates to steel pig iron and provides a high yield in steel production.

S rozvojem výroby oceli kyslíkovými pochody vzrůstá význam ocelárenského surového železa, které tvoří největší podíl vsázky. Ocelárenské surové železo ovlivňuje proto rozhodujícím způsobem hlavní parametry této výroby i její hospodárnost. Požadavky na vlastnosti surového železa se výrazně odrážejí i na hospodárnosti výroby vysokých pecí. Proto je nezbytné hodnotit ocelárenské surové železo a zvláště pak obsah jednotlivých prvků v něm z hlediska obou výrobních středisek.With the development of steel production by oxygen processes, the importance of steel pig iron, which constitutes the largest proportion of the charge, increases. The pig iron therefore decisively influences the main parameters of this production and its economy. The requirements for pig iron properties are also significantly reflected in the efficiency of blast furnace production. Therefore, it is necessary to evaluate pig iron and especially the content of individual elements in it from the point of view of both production centers.

Křemík se získává v surovém železe redukcí ze vsázky. Vyžaduje to potřebnou reakční teplotu, podmíněnou především přísadou koksu. Zvýšení obsahu křemíku v surovém železe se proto projeví ve zvýšení výrobních nákladů provozu vysokých pecí. Při výrobě oceli přechází křemík ze surového železa dcela do strusky. Jeho okysličení je spojeno s uvolněním tepla, které je zvláště významně využíváno u kyslíkových pochodů, nebo? určuje poflíl-vsázky šrotu. Malý obsah křemíku není proto z hlediska hospodárnosti výhodný, protože umožňuje: jen malou přísadu šrotu. U ocelářských pochodů s dodatečným zdrojem tepla je zpracovatelné surové železo se širším rozmezím chemického složení. Vysoký obsah křemíku způsobuje vznik značného množství strusky, což je spojeno i se snížením výtěžku při výrobě oceli. Lze tedy nalézt takový obsah křemíku, který je optimální v daných výrobních poměrech pro vysokopecní provoz i pro provoz ocelárny z hlediska tepelné bilance a hospodárnosti výroby.Silicon is obtained in pig iron by reduction from the feedstock. This requires the necessary reaction temperature, mainly due to the addition of coke. An increase in the silicon content of the pig iron will therefore result in an increase in the production costs of the blast furnace operation. In the production of steel, silicon from pig iron passes entirely into slag. Its oxygenation is associated with the release of heat, which is particularly used in oxygen processes, or? determines the scrap-batch of scrap. A low silicon content is therefore not economically advantageous because it allows only a small amount of scrap. For steel processes with an additional heat source, pig iron with a wider chemical composition range is workable. The high silicon content causes considerable slag formation, which is also associated with a reduction in the yield of steel production. Thus, it is possible to find a silicon content that is optimal in the given production conditions for the blast furnace operation and for the operation of the steel plant in terms of heat balance and production efficiency.

Mangan přechází do strusky při výrobě ocelí v menší míře než křemík. 'Tak při obsahuManganese passes into the slag in steel production to a lesser extent than silicon. 'So the content

0,9 % manganu v surovém železe zůstane v oceli při roztavení 0,25 % manganu. Je-li obsah manganu v surovém železe výrazně nižší, například 0,4 %, je obsah manganu v roztavené oceli jen mírně nižší, a.-.i 0,22 %. Obdobně se jen mírně zvyšuje obsah manganu v oceli při zvýšení obsahu manganu v surovém železe. Oxidace manganu probíhá podle vztahu0.9% of manganese in pig iron remains in the steel when melting 0.25% of manganese. If the manganese content of the pig iron is significantly lower, for example 0.4%, the manganese content of the molten steel is only slightly lower, and even 0.22%. Similarly, the manganese content of steel increases slightly as the manganese content of pig iron increases. The oxidation of manganese proceeds according to the relationship

FeO + Mn Fe + MnO + ,07 39, kJ, a je tedy exotermická jen nevýrazně, takže nepřispívá citelně tepelné bilanci. Okysličení manganu ze surového železa probíhá nejrychleji na počátku tavení, kdy vsázka má nízkou teplotu a vysokou koncentraci kysličníku železnatého. Během dohotovení tavby mírně klesá obsah manganu v lázni roztavené oceli často na hodnotu 0,15 až 0,20 %. Toto množství manganu nebrání přechodu kysličníku železnatého ze strusky do lázně a umožňuje průběh potřebného varu i oduhličovací rychlosti. Na konci tavby, kdy je lázeň dostatečně teplá a obsah kysličníku, železnatého v ní dosáhl rovnovážného stavu s křemíkem, dochází k zpětné redukci manganu ze strusky samovolně. Obsah manganu se tím zvýší často na množství, jaké bylo při roztaveni oceli. Mangan nemá při výrobě oceli podstatný vliv na odsíření, nebol při vysokých teplotách dohotovení tavby se na odsíření výrazně uplatňuje kysličník vápenatý. Je-lj obsah manganu v surovém železe vysoký, přechází jeho největší podíl při výrobě oceli do strusky. Důsledkem je ztráta výtěžku, nebot propal manganu musí být nahrazen odpovídajícím množstvím železa. Ztráta je tím větší, čím větší je podíl surového železa ve vsázce. Tak při vysokém podílu surového železa v kyslíkových pochodech je při propalu 0,3 % manganu ztráta na předváze asi 2 kg/t, u martinských pecí asi 1 kg/t. Potřebného obsahu manganu v surovém železe se dosahuje přísadou manganové rudy, která je podstatně dražší, než ruda železná,, s to pro poměrně malý výskyt této rudy, které se nejvíce používá při výrobě feroslitin k legování oceli. Proto je žádoucí a účelné, aby obsah manganu v surovém železe byl nízký.FeO + Mn Fe + MnO +, 07 39, kJ, and is therefore exothermic only insignificantly, so that it does not contribute significantly to the heat balance. Oxidation of pig iron manganese occurs most rapidly at the start of melting, when the batch has a low temperature and a high concentration of iron oxide. During the melting process, the manganese content of the molten steel bath slightly decreases to a value of 0.15 to 0.20%. This amount of manganese does not prevent the passage of ferrous oxide from the slag to the bath and allows the necessary boiling and decarburization rate to proceed. At the end of the melting, when the bath is sufficiently warm and the iron oxide content in the bath reaches an equilibrium state with silicon, manganese from the slag is reduced by itself spontaneously. The manganese content is thus often increased to the amount of steel melted. Manganese has no significant effect on desulphurisation in steel production, because at high temperatures of the melting process, calcium oxide is strongly applied to the desulphurisation. If the manganese content of the pig iron is high, its largest share in the production of steel passes to slag. The consequence is a loss of yield, since the burnt manganese must be replaced by an adequate amount of iron. The loss is greater the greater the proportion of pig iron in the charge. Thus, with a high proportion of pig iron in the oxygen processes, a 0.3% manganese burn is about 2 kg / t in the pre-burn, and about 1 kg / t in the Martin furnaces. The required manganese content in pig iron is achieved by the addition of manganese ore, which is considerably more expensive than iron ore, due to the relatively low incidence of this ore, which is most commonly used in the production of ferro-alloys to alloy steel. It is therefore desirable and expedient for the manganese content of the pig iron to be low.

Obsah fosforu v surovém železe je především závislý na jakosti vsázky, ze které se plně redukuje. Při výrobě oceli se okysličí a přechází z největší části do strusky, v roztavené oceli zůstává asi 0,05 % fosforu. Tento zbytek je prakticky neodvislý od množství fosforu, obsaženého v surovém železe a dosahuje se při obsehu 1,5 % i 0,2 % fosforu v surovém železe.The phosphorus content of the pig iron is primarily dependent on the quality of the feedstock from which it is fully reduced. In the production of steel, it oxidizes and passes largely into slag, leaving about 0.05% phosphorus in the molten steel. This residue is virtually independent of the amount of phosphorus present in the pig iron, and is achieved at both 1.5% and 0.2% phosphorus in the pig iron.

K odstranění zvýšeného množství fosforu je potřebné přisazovnt zvýšené množství vápna, což je spojeno se ztrátou železa ve strusce. Proto má být obsah fosforu v surovém železe co nejmenší.To remove the increased amount of phosphorus, it is necessary to attribute an increased amount of lime, which is associated with the loss of iron in the slag. Therefore, the phosphorus content of the pig iron should be kept to a minimum.

Množství síry v roztavené oceli je prakticky stejné jako v surovém železe, neboť během tavení oceli nejsou pro její odstranění vhodné fyzikálně chemické podmínky. Vzhledem k tomu, že síra ovlivňuje velmi nepříznivě některé vlastnosti oceli, je nutné udržovat,její nízký obsah v surovém železe. Snižování obsahu síry na značně nízké hodnoty vyžaduje-zvýšené výrobní náklady. Proto bývá obsah siry v surovém železe určován především ekonomickými hledisky.The amount of sulfur in the molten steel is practically the same as in pig iron, since physico-chemical conditions are not suitable for removing it during the melting of the steel. Since sulfur affects some properties of steel very badly, it is necessary to maintain its low content in pig iron. Reducing the sulfur content to considerably low values requires increased production costs. Therefore, the sulfur content of pig iron is determined primarily by economic considerations.

Předložený vynález klade si za úkol dosáhnout, snížení předváhy při výrobě oceli. Uvedené nedostatky odstraňuje ocelárenské surové železo podle vynálezu, jehož podstatou je, že k dosažení vysokého výtěžku při výrobě oceli obsahuje 3,9 až 4,9 % uhlíku, 0,2 až 0,7 % křemíku, 0,05 až 0,25 % fosforu a 0,01 až 0,045 % síry, zbytek železo· a obvyklé příměsi a že dále obsahuje mangan v rozmezí, jehož spodní hranice má hodnotu obsahu manganu v roztavené oceli, nejméně však 0,1 %, horní hranice až čtyřnásobku spodní hrani,ce, ne jyýše věak 0,65 %.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to achieve a reduction in the overweight in steel production. The above-mentioned drawbacks are remedied by the steel pig iron according to the invention, which is characterized in that it contains 3.9 to 4.9% carbon, 0.2 to 0.7% silicon, 0.05 to 0.25% to achieve a high yield in steel production. phosphorus and 0.01 to 0.045% sulfur, the remainder iron and the usual impurities, and further containing manganese in the range of a lower limit of manganese in the molten steel of at least 0.1%, an upper limit of up to four times the lower limit. , not more than 0.65%.

Účinkem tohoto vynálezu je úspora vsázkových surovin (např. koksu, manganové rudy) při výrobě surového železa, zvýšení výtěžku při výrobě oceli a zvýšeni výkonu obou výrobních zařízení.The effect of the present invention is to save feedstocks (e.g., coke, manganese ore) in pig iron production, to increase the yield in steel production, and to increase the performance of both plants.

K bližšímu osvětlení podstaty vynálezu se dále uvádějí příklady použití ocelárenského surového železe podle vynálezu se sníženými a zvýšenými obsahy manganu a křemíku u kyslíkového pochodu na tandemových ocelářských pecích a u šrotového pochodu na martinských pecích.To further elucidate the invention, examples of the use of the pig iron of the invention with reduced and increased manganese and silicon contents for the oxygen process on tandem steel furnaces and the scrap process on Martin furnaces are given below.

Chemické složení a hmotnost použitých ocelárenských surových želez, hmotnost šrotu a chemické složení oceli při roztavení jsou následující:The chemical composition and weight of the pig iron used, the weight of the scrap and the chemical composition of the steel when melted are as follows:

Tabulka 1Table 1

Druh Species Tavba Tavba . Vsázka surového . Raw charge železa irons Hmot- Weight- Vsázka Batch Vsázka Batch Chemické složení oceli Chemical composition of steel při at pece care Chem. Chem. složení v % composition in% hmot. wt. nost nost šrotu scrap šrotu scrap roztavení v fusion in % % hmot. wt. Mn Mn Si Si P P S WITH v t v t v t v t a sur. železa v t a sur. iron in t C C Mn Mn Si Si P P S WITH Mar-t tin. Mar-t tin. A AND 1,05 1.05 0,95 0.95 0,18 0.18 0,014 0.014 26,0 26.0 49,4 49.4 75,4 75.4 0,94 0.94 0,11 0.11 0 0 0,029 0,029 0,042 0,042 pec furnace B (B) 0,42 0.42 0,48 0.48 0,17 0.17 0,031 0,031 26,0 26.0 48,0 48.0 74,0 74.0 0,80 0.80 0,25 0.25 0 0 0,025 0,025 0,032 0,032 Tan- dem. Tan- dem. C C 0,84 0.84 1,10 1.10 0,16 0.16 0,017 0.017 62,5 62.5 23,0 23.0 85,5 85.5 0,52 0.52 0,13 0.13 0 0 0,040 0.040 0,035 0,035 pec furnace D D 0,56 0.56 0,47 0.47 0,16 0.16 .0,034· .0,034 · 66,2 66.2 18,1 18.1 84,3 84.3 0,56 0.56 0,15 0.15 0 0 0,035 0,035 0,060 0,060

Rozdílnost chemického složení surového železa a oceli při roztavení je zřejmá z následující tabulky, z níž je zřejmé také množství prvků, které přešlo ze surového železa do strusky. Toto množství je přepočteno i na podíl kovové vsázky surového železa a šrotu:The differences in the chemical composition of pig iron and steel upon melting are apparent from the following table, which also shows the amount of elements that have passed from pig iron to slag. This amount is also converted to the proportion of metallic charge of pig iron and scrap:

Tabulka 2Table 2

Druh pece Species care Tavba Mn Tavba Mn Si Si Propal prvků (%) P S Burning elements (%) P S Celkem Total Podíl ze vsázky surového železa a šrotu Share of pig iron and scrap (t) (%) (t) (%) (kg/t) (kg / tonne) Martin. Martin. A AND 0,94 0.94 0,95 0.95 0,151 -0,028 0.151 -0.028 2,013 2,013 0,523 0,694 0.523 0.694 6,94 6.94 pec furnace 5 5 0,17 0.17 0,48 0.48 0,145 -0,009 0,145 -0,009 0,786 0,786 0,204 0,276 0.204 0.276 2,76 2.76 Tandem. Tandem. C C 0,71 0.71 1,10 1.10 0,120 -0,018 0,120 -0,018 1 ,912 1, 912 1,195 1,398 1,195 1,398 13,98 13.98 pec · furnace · D D 0,41 0.41 0,47 0.47 0,125 -0,006 0.125 -0.006 0,999 0.999 0,661 0,784 0,661 0,784 ; 7,84 ; 7.84 Další tabulka Next table uvádí účast je states participation is dnotlivých prvků nu tvorbě elements of creation výtěžku v yield in podílech: shares: Tabulka 3 Table 3 Druh Species Tavba Tavba Podíl jednotlivých prvků na Share of individual elements in i předváze (kg/t) and pre-weight (kg / t) pece care Mn Mn Si Si P P S WITH Celkem Total Martin. Martin. A AND 3,24 3.24 3,28 3.28 0,52 0.52 -0,097 -0.097 6,94 6.94 pec furnace B (B) 0,60 0.60 1,69 1.69 0,51 0.51 -0,032 -0.032 2,76 2.76 A-B A-B 2,64 2.64 1 ,59 1, 59 0,01 0.01 -0,055 -0.055 4,18 4.18 Tandem. Tandem. C C 5,19 5.19 8,04 8.04 0,88 0.88 -0,132 -0.132 13,98 13.98 pec furnace D D 3,22 3.22 3,69 3.69 0,98 0.98 -0,047 -0.047 7,84 7.84 C-D CD 1 ,97 1, 97 4,35 4.35 -0,10 -0.10 -0,085 -0.085 6,04 6.04

Rozsah možnosti zvýšení výtěžku jednotlivých prvků vyplývá nejvýrazněji z rozdílů hodnot taveb příslušné skupiny.The extent of the possibility of increasing the yield of individual elements is most apparent from the differences in the melting values of the respective group.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Pig iron, characterized in that it contains 3.9 to 4.9% carbon, 0.2 to 4.9% carbon

0,7% silicon, 0,05 to 0,25% phosphorus, 0,01 to 0,045% sulfur, the remainder iron and the usual impurities and that it further contains manganese in the range below which the manganese content of the molten steel is at least 0.1% upper limit to 4 times the lower limit, but not more than 0.65%