CS233609B1

CS233609B1 - A method for treating recoverable waste of non-alloyed steels with a content of 0.08 to 0.6% by weight. carbon

Info

Publication number: CS233609B1
Application number: CS660582A
Authority: CS
Inventors: Karel Balcar; Petr Levicek; Alois Hutla; Juraj Vavrina; Frantisek Kupka
Original assignee: Karel Balcar; Petr Levicek; Alois Hutla; Juraj Vavrina; Frantisek Kupka
Priority date: 1982-09-14
Filing date: 1982-09-14
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Způsob zpracování vratného odpadu sléváren je určen pro nlzkolegované oceli β obsahem 0,08 až 0,6 % uhlíku. Odpad je zpracován v elektrické obloukové peci oxidačním tavením s přísadami vápna, kusové železná rudy a kazivce, případně bauxitu při teplotě 1500 až 1650 °CThe method of processing returnable foundry waste is intended for low-alloy β steels with a carbon content of 0.08 to 0.6%. The waste is processed in an electric arc furnace by oxidation melting with additives of lime, lump iron ore and fluorspar, or bauxite, at a temperature of 1500 to 1650 °C.

Description

Vynález se týká způsobu zpracování vratného odpadu slévárny, který pozůstává zejména z nálitků a vtoků* které byly od odlitků odděleny. Způsob je určen pro zpracování nízkolegovaných ocelí s obsahem 0,08 az 0,6$\uhlíku oxidačním tavením a s přísadami vápna a kusové železné rudy.The invention relates to a method for treating the return waste of a foundry, which consists mainly of risers and inlets separated from the castings. The process is intended for the treatment of low-alloy steels containing 0.08 to 0.6% carbon by oxidative melting and with the addition of lime and lump iron ore.

Vratný odpad slévárny, převážně nálitky a vtoky z odlitků se při výrobě uhlíkových a nízkolegovaných ocelí na odlitky v zásaditých elektrických obloukových pecích nasazují buď samostatně nebo se šrotem. Vzájemný poměr obou složek je libovolný.Foundry returnable waste, mainly risers and casting gates, is used either separately or with scrap in the production of carbon and low alloy cast steels in basic electric arc furnaces. The ratio of the two components is arbitrary.

V některých případech se před nasazením vsázky do pece přidává vápno a zřídka i oxidační kusová železná ruda. Množství vápna obvykle nepřesahuje 15 kg na 1000 kg vsázky, a množství rudy 8 kg na 1000 kg vsázky.In some cases, lime is added to the furnace and, rarely, oxidative lump iron ore is added to the furnace. The amount of lime usually does not exceed 15 kg per 1000 kg of charge, and the amount of ore 8 kg per 1000 kg of charge.

.i..and.

Kovová vsázka se nauhlicuje obvykle koksem tak, aby bylo možné v oxidačním údobí tavby, po roztavení vsázky, zoxidovat K % hmjt. nejméně 0,3$ uhlíku, oduhličovací rychlostí nejméně 0,4$ uhlíku za 1 hodinu. Uvedené parametry oduhlicení jsou nezbytné pro dostatečné snížení obsahu vodíku v lázni. Mimo to je nutné snížit v oxidaci obsah manganu, chrómu a hlavně fosforu na úroveň předepsanou příslušnou materiálovou normou. K oxidaci uvedených prvků se používá oxidační rudy nebo plynného kyslíku.The metal charge is usually carburized with coke so that it is possible to oxidize K% wt in the oxidation period of the melt after the charge has melted. at least 0.3 $ carbon, a decarburization rate of at least 0.4 $ carbon per hour. Said decarburization parameters are necessary to sufficiently reduce the hydrogen content of the bath. In addition, it is necessary to reduce the content of manganese, chromium and mainly phosphorus in the oxidation to the level prescribed by the relevant material standard. Oxidizing ore or gaseous oxygen is used to oxidize said elements.

Jakmile je dosaženo požadovaného obsahu uhlíku v lázni, provede se srážecí dezoxidace dezoxidaěním hliníkem nebo jinými dezoxidačními přísadami a po úpravě chemického složení odpich oceli.Once the desired carbon content in the bath is reached, the precipitation deoxidation is performed by deoxidation with aluminum or other deoxidizing additives and after the chemical composition has been adjusted, tap the steel.

Nevýhody dosud známých způsobí zpracování vratného odpadu spočívají zejména v tom, že jsou časové i energeticky náročné.The disadvantages of the hitherto known methods for the treatment of returnable waste are, in particular, that they are time and energy intensive.

Uisee/ehe fiedósÍs>i.ky odsiř#Myje. způsob zpracován^ vratného odpadu nízkolegovaných ocelí s obsahem 0,08 až 0,6/ů.luíku. v elektrických obloukových pecích. Jeho podstata spočívá v tom, že se do sázecího kose uloží nejprve 20 až 25% hmotností zpracovávaného vratného odpadu, pak se přidá vápno, ruda a kazivec, případně bauxit a na tyto přísady se vloží zbývajících 75 až 80% hmotností vratného odpadu. Množství přísad je v rozmezích 22 až 35 kg vápna, 13 až 20 kg železové oxidační rudy aUisee / ehe fiedósÍs> i.kysulfur # Wash. a process for treating low-alloy steels containing 0.08 to 0.6% of carbon. in electric arc furnaces. It is based on the fact that 20 to 25% by weight of the treated waste is first deposited in the planting box, then lime, ore and fluorspar or bauxite are added and the remaining 75 to 80% by weight of the waste is added. The amount of additives is in the range of 22 to 35 kg of lime, 13 to 20 kg of iron oxidizing ore, and

3,5 až 8 kg kazivce, případně bauxitu na 1000 kg zpracovávaného vratného odpadu. Pak se takto připravená vsázka v elektrické obloukové peci roztaví a ohřeje na teplotu 1500 až 165O*C, načež se provede srážecí dezoxidace hliníkem a ferosilíciem.3.5 to 8 kg of fluorspar or bauxite per 1000 kg of treated returnable waste. The thus prepared charge is melted and heated to a temperature of 1500 to 165 ° C in an electric arc furnace, followed by precipitation deoxidation with aluminum and ferrosilicon.

Za uvedených podmínek probíhají nej důležitě jsi fyzikálně chemické, reakce oxidace většiny doprovodných prvků, jako křemík, fosfor, mangan a chrom^mimo uhlík, již během natavování vsázky.Under these conditions, most important are the physico-chemical oxidation reactions of most of the accompanying elements, such as silicon, phosphorus, manganese, and chromium, outside the carbon already during melting of the batch.

Po roztavení vsázky je v lázni a ve strusce rozpuštěno dostatečné množství kyslíku. Protože teplota lázně je po roztavení nízká, aktivita kyslíku za těchto podmínek je rovněž nízká. Jestliže je vsázka nauhličena asi na hodnotu obsahu uhlíku o 0,1%)vyšěi než je spodní hranice požadavku příslušné materiálové normy vyráběné značky oceli, vlivem rychlého ohřevu lázně na teplotu asi 1600*C, dojde ke zvýšení aktivity kyslíku rozpuštěného v lázni z hodnot asi 20 až 50 ppm na hodnoty 150 až 220 ppm a tím se zajistí velmi rychlý snížení obsahu uhlíku intenzivním uhlíkovým varem asi o 0,1.%^během několika minut.After the batch has melted, sufficient oxygen is dissolved in the bath and slag. Since the bath temperature is low after melting, the oxygen activity under these conditions is also low. If the charge is carburized to a carbon content of about 0.1% higher than the lower limit of the material standard of the steel brand being produced, due to the rapid heating of the bath to a temperature of about 1600 ° C, the oxygen dissolved in the bath will increase from about 20 to 50 ppm to 150 to 220 ppm, thereby ensuring a very rapid reduction of the carbon content by intensive carbon boiling of about 0.1% within a few minutes.

Za těchto podmínek je zajištěno dostatečné odplynění lázně - nízký obsah vodíku v oceli. Po srážecí dezoxidaci dezoxidačním hliníkem nebo hliníkem a ferosilisiem, se upraví chemické složení lázně a provede odpich.Under these conditions, sufficient degassing of the bath is ensured - low hydrogen content in the steel. After precipitation deoxidation by deoxidizing aluminum or aluminum and ferosilisium, the chemical composition of the bath is adjusted and tapped.

Nový způsob vedení tavby a její přípravy umožňuje zkrátit údobí oxidace o 40 minut.The new method of conducting the melting and its preparation allows to reduce the oxidation period by 40 minutes.

Celková doba tavby se zkrátí ze 160 minut na 110 32 120 minut.The total melting time is reduced from 160 minutes to 110 32 120 minutes.

Zvýšení výrobnosti pece obnáší téměř 24%·Increase in furnace production is almost 24% ·

233 609 t233 609 t

Sníží se měrná spotřeba elektrické energie o cca 60 kWh na 1 tunu vyrobené oceli.The specific electricity consumption will be reduced by about 60 kWh per tonne of steel produced.

Příklad provedení způsobu podle vynálezu.An exemplary embodiment of the method according to the invention.

Na elektrické obloukové peci o hmotnosti tavby 8000 kg uhlíkové oceli na odlitky byla vyrobena ocel, u které podle normy byly požadovány následující vlastnosti.In an electric arc furnace with a melting weight of 8000 kg of carbon steel for casting, steel was produced for which the following properties were required by the standard.

V Ί,V Ί,

Chemické složení f:0,17 -0,25% C 0,50 - 0,90% Mn 0,20 - 0,50% Si max. 0,040% P max. 0,040% SChemical composition f: 0.17 -0.25% C 0.50 - 0.90% Mn 0.20 - 0.50% Si max 0.040% P max 0.040% S

Mechanické vlastnosti (odlitky ve stavu normalizačně žíhané):Mechanical properties (normal-annealed castings):

Nejnižší mez kluzu ............ Re 250^MPaLowest yield strength ............ Re 250 ^ MPa

Pevnost v tahu ................ Rm 450/ťóO MPaTensile strength ................ Rm 450/10 MPa

Nejnižsí tažnost .............. 22%Lowest ductility ........... 22%

Nejnižsí kontrakce ............ Z 50%Lowest contractions ............ Of 50%

Nejnižsí vrubová houževnatost R 50 J.cmLowest notch toughness R 50 J.cm

Do sázecího koše bylo nasazeno cca 20Ú0 kg vratného materiálu ze slévárny, složeného z nálitkú. Na toto základní množství kovové vsázky bylo přidáno 180 kg kusového pá^en^ho vápna,Approximately 20 kg of returnable material from the foundry, consisting of risers, was put into the planting basket. 180 kg of lump lime was added to this basic amount of metal charge,

110 kg oxidační železné rudy o obsahu cca 62^1 železa a 29 kg bauxitu. Sázecí koš se doplnil 6000 kg vratného materiálu, složeného z nálitkú a vtoku. Vsázka se v peci roztavila a ohřála na teplotu 159O’C.110 kg of oxidizing iron ore containing approximately 62 µl of iron and 29 kg of bauxite. The planting basket was filled with 6000 kg of return material, consisting of risers and inlet. The charge melted in the furnace and heated to a temperature of 159 ° C.

Po ohřevu lázně se provedla srážecí dezoxidace dezoxidacním hliníkem a ferosiliciem v množství 8 kg hliníku a 42 kg ferosilicia.After heating the bath, precipitation deoxidation was carried out with deoxidation aluminum and ferro-silicon in an amount of 8 kg of aluminum and 42 kg of ferro-silicon.

Alternativně byla provedena tavba, při které byla přísada bauxitu nahražena stejným množstvím kazivce a konečný výsledek byl shodný.Alternatively, a melt was performed in which the bauxite additive was replaced with an equal amount of fluorspar and the end result was the same.

Po úpravě chemického složení, to je přidáním 8 kg uhlíkatého feromanganu, a po dalším změření teploty se ocel odpíchla do připravené pánve. Konečná dezoxidace byla provedena dezoxidaČním hliníkem v mnoŽstvjÍ 6 kg.After adjusting the chemical composition, i.e. by adding 8 kg of carbon ferro-manganese, and after further temperature measurement, the steel was tapped into the prepared ladle. The final deoxidation was carried out with deoxidation aluminum in a quantity of 6 kg.

llll

V %In%

Dosažené chemické složení /:0,21 JÉC 0,68 % Mn 0,32 $ Si 0,017^ P 0,023^ S 0,11 % Cu 0,07 % Cr 0,06 > NiChemical composition achieved: 0.21 JC 0.68% Mn 0.32 $ Si 0.017 ^ P 0.023 ^ S 0.11% Cu 0.07% Cr 0.06> Ni

233 609233 609

Dosažené mechanické vlastnosti(po Nejnižší mez kluzu Pevnost v tahu .... Tažnost ...........Achieved mechanical properties (up to Lowest yield strength Tensile strength ... Ductility ...........

Kontrakce .........Kontrakce .........

normalizačním žíhání odlitků):normalization of castings):

............. Re 263 MPa............. Re 263 MPa

............. Rm 527 MPa............. Rm 527 MPa

............. A₅ 28%............. A ₅ 28%

............. Z 39?é............. Z 39?

Vrubová houževnatostNotch toughness

R 68,74,74 J.cmR, 68.74.74 J.cm

Uvedený způsob zpracování vratného odpadu nemá negativní vliv na obsah vodíku v oceli. Kontrolou bylo zjištěno, že obsahy vodíku v oceli po roztavení vsázky jsou nižší než u stávajícího metalurgického postupu a na konci tavby a v pánvi po odpichu srovnatelné.Said treatment of the returnable waste has no negative effect on the hydrogen content of the steel. The control revealed that the hydrogen contents in the steel after the melting of the batch were lower than in the current metallurgical process and comparable at the end of the melting and in the ladle after tapping.

Byly kontrolovány i ostatní vlastnosti ocelí na odlitky, které jsou sledovány příslušnou materiálovou normou a nebylo shledáno statisticky významných rozdílů.Other properties of casting steels were monitored and monitored by the relevant material standard and no statistically significant differences were found.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the treatment of low-alloy steels containing 0.08 to 0.6% of carbon by oxidative melting with the addition of lime and lump iron ore, characterized in that. The lime, ore and fluorspar, eventually bauxite, are added to these bins, and the remaining 75-807% of the weight of the return waste is added to these ingredients, the amount of ingredients being between 22 to 55 kg of lime, 15 to 20 kg of iron oxidizing ore and 5.5 to 8 kg of fluorspar or bauxituy for 1000 kg of treated return waste, the batch thus prepared is melted and heated to a temperature of 1500 to 165 ° C, a precipitation deoxidation is performed.