CS259758B1

CS259758B1 - A method of producing steel by oxygen in a locating refiner

Info

Publication number: CS259758B1
Application number: CS861995A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Jenik; Jan Mikolajek; Rudolf Travnicek; Jan Sliva; Zdislav Michalik; Stanislav Michalik
Original assignee: Vladimir Jenik; Jan Mikolajek; Rudolf Travnicek; Jan Sliva; Zdislav Michalik; Stanislav Michalik
Priority date: 1986-03-21
Filing date: 1986-03-21
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS199586A1

Abstract

Způsob zkujnování oceli v ocelářská nístějová peci intenzifikovane kyslíkem je určen zejména pro použití v tandemových pecích. Zkujnovací kyslík se do taveniny hebo na Její povrch dmýchá v opakujících se trajektoriích ležících v rovině rovnoběžné s hladinou taveniny. Po ukončení pohybu v trajektorii jednoho geometrického druhu nebo celistvém násobku těchto pohybů se přeohází s dmycháním kyslíku na jinou trajektorii, přičemž pohyb se děje spojitě nebo s bodovou výdrží a jeho rychlost je v mezích 0,05 až 1,0 m.s~l.The method of steel annealing in a steelmaking hearth furnace intensified by oxygen is intended mainly for use in tandem furnaces. Annealing oxygen is blown into the melt or onto its surface in repeating trajectories lying in a plane parallel to the melt surface. After the end of the movement in the trajectory of one geometric type or an integral multiple of these movements, the oxygen blowing is switched to another trajectory, while the movement occurs continuously or with point persistence and its speed is within the limits of 0.05 to 1.0 m.s~l.

Description

Vynález íeb}l« způsobu zkujnování oceli v ocelářská ní stájové peci^ intenzifikované kyslíkem, a je určen zejména pro po· užití v tandemových pecích.The present invention provides a method for refining steel in an oxygen-intensified steel stable furnace, and is particularly intended for use in tandem furnaces.

Výroba oceli v nístějových agregátech pomocí plynného kyslíku, například v tandemových pecích, se provádí zkujnováním kovonosné vsázky sestávající z tekutého surového železa a předehřátého pevného ocelového odpadu. Plynný kyslík se dmý· ché jednou nebo dvéma zkujnovacími tryskami pod stálým uhlem asi 48° vzhledem k hladinš taveniny. Intenzívní proces zkujňování plynným kyslíkem je charakteristický svou vysokou reakční rychlostí, která v ohnisku a jeho blízkém okolí značné převyéuje difuzní pochody ve zbývajícím objemu lázné. Nístějový typ kyslíkových agregátů se vyznačuje nepříznivým tvarem kovové lázné vzhledem k aerodynamickým a hydrodynamickým podmínkám pro promíchání tekutého kovu v celém objemu lázně· Vliv na homogenitu lázně má i průběh rozpouětění ocelového odpadu, který je významnou složkou kovové vsázky v tandemových pecích. Jeho množství činí asi 30 % z celkové kovonosné vsázky a k jeho úplnému roztavení dochází až po 70 % celkové do· by tavby a na této době ee z velké míry podílí nehomogenita zkujnovací lázně a míra této nehomogenity určuje stabilitu průběhu tavícího procesu a možnosti jeho řízení. Při velkých koncentračních a teplotních rozdílech může docházet i k výhozu kovu a etrusky z lázně a bezpečnost práce obsluhy pece je přitom ohrožena·The production of steel in hearth aggregates by means of oxygen gas, for example in tandem furnaces, is carried out by refining a metal-bearing charge consisting of liquid pig iron and preheated solid steel waste. Oxygen gas is blown through one or two refining nozzles at a constant angle of about 48 ° to the surface of the melt. The intensive process of oxygen gas refining is characterized by its high reaction rate, which in the focal point and its vicinity significantly exceeds the diffusion processes in the remaining volume of the bath. The crucible type of oxygen aggregates is characterized by the unfavorable shape of the metal bath due to the aerodynamic and hydrodynamic conditions for the mixing of the liquid metal throughout the bath. · The homogeneity of the bath is also influenced by the dissolution of steel waste, an important component of the metal charge in tandem furnaces. Its amount is about 30% of the total metal-bearing charge and is fully melted up to 70% of the total melting time, at which time the inhomogeneity of the refining bath is largely involved and the degree of this inhomogeneity determines the stability of the melting process and its control. In the case of large concentration and temperature differences, metal and etruscan may be ejected from the bath and the safety of the furnace operator's work is compromised.

Uvedené nevýhody a nedostatky odstraňuje způsob výroby oceli kyslíkovým pochodem v nístájovém zkujnovacím agregátu, například v tandemové peci, v níž se jednou nebo dvěma zkuj· novacím! tryskami dmýchá na taveninu nebo do ní plynný kyslík v množství 10 až 100 a?· h~^· oceli· Podstata vyná·These disadvantages and drawbacks are overcome by the method of production of steel by an oxygen process in a hearth refiner, for example in a tandem furnace in which one or two refiner are used. it blows through the nozzles to the melt or oxygen gas in the amount of 10 to 100 a · h · ^ · steel ·

- 2 lezu spočívá v tom, že zkujnovací kyslík se dmýchá do taveniny nebo na její povrch v opakujících se trajektoriích, a to v rovině rovnoběžné s hladinou taveniny. Podle vynálezu se přechází s dmýcháním kyslíku po ukončení pohybu v jedné trajektorii nebo po celistvém násobku těchto pohybů na trajektorii jiného geometrického druhu, přičemž tento pohyb se může dít spojitě, nepřetržitě nebo s bodovou výdrží. Do podstaty vynálezu patří i to, že pohyb proudu zkujňovacího kyslíku po tavenině v trajektoriích se děje rychlostí 0,05 až 1,0'm · s\- 2 is that the oxygen is blown into or onto the melt in repetitive trajectories in a plane parallel to the melt level. According to the invention, the oxygen blowing after the end of the movement in one trajectory or after an integral multiple of these movements takes place on the trajectory of another geometrical species, which movement can be continuous, continuous or with point stamina. It is also an object of the present invention that the movement of the stream of oxygen refolding along the melt in the trajectories takes place at a speed of 0.05 to 1.0 m · s · s.

Popsaným zkujnovacím postupem je možno průběžně měnit místo reakčního ohniska v tavenině a zrovnoměrait, popřípadě zrychlit jak proces zkujnovací, tak i proces rozpouštění pevného ocelového odpadu. Pozitivní účinky této technologie spočívají v takovém režimu tavby, při němž dochází k rovnoměrnému koncentračnímu 1 teplotnímu rozdělení ve zkujnovací lázni, což má pozitivní vliv na velikost průsady ocelového odpadu, úspoře tekutého surového železa, možnosti uplatnění automatizovaného systému řízení průběhu zkujňování a zvýšení bezpečnosti práce na sázecí plošině ocelárny. Homogenizací reakčního prostoru se dosahuje rychlejší tvorby aktivní etrusky a zlepšují se podmínky pro odfosfoření a odsíření lázně. Kvalita vyráběné oceli se zvyšuje a naopak klesá měrná spotřeba žáruvzdorného materiálu.By the described refining process it is possible to continuously change the place of the reaction focal point in the melt and equalize, or possibly to accelerate both the refining process and the process of dissolving solid steel waste. Positive effects of this technology consist in the melting mode in which the concentration of 1 temperature distribution is uniform in the refining bath, which has a positive effect on the size of the steel waste passage, saving of pig iron, the possibility of using an automated refining control system and Steelmaking planting platform. Homogenization of the reaction space achieves faster formation of the active etruscan and improves the conditions for de-phosphorization and desulfurization of the bath. The quality of the steel produced increases and, on the contrary, the specific consumption of the refractory material decreases.

Jako praktický příklad provedení vynálezu se uvádí výroba oceli v kyslíkové tandemové peci zkujnované jednou tryskou.As a practical embodiment of the invention, the production of steel in an oxygen tandem furnace, tilled with a single nozzle.

Do předehřívané nístěje pece byla nasazena kovonosná vsázka v hmotnostním poměru 70 % tekutého surového železa a 50 % pevného ocelového odpadu. Před nalitím tekutého surového železa byla ihned po nasazení pevného ocelového odpadu dodána do vsázky přísada vápna v množství 30 kg na tunu oceli. Dmýchání kyslíku bylo prováděno cyklicky se nohybujioí tryskou po elipse, jejíž střed se nacházel ve vertikální ose lázně. Délka hlavní osy elipsy činila 3 metry, délka vedlejší osy 1,5 metru. Počátek dmýchání počínal ze vzdálenosti 60 až 70 cm od hladiny lázně intenzitou dmýchání kyslíku 20 m^ · . t*”^ oceli a rychlost pohybu ohniska po tavenině byla nastavena na 0,1 m · s \ Po nadmýchání 2 t*¹ oceli se vzdálenost ústí trysky od hladiny lázně snížila na 30 cm a intenzita dmýchání kyslíku seA metal-bearing charge in a weight ratio of 70% liquid pig iron and 50% solid steel waste was placed in the preheated hearth of the furnace. Prior to the pouring of the pig iron, the addition of 30 kg of lime per tonne of steel was added to the charge immediately after solid steel waste was introduced. Oxygen blowing was performed cyclically with the foot nozzle following an ellipse centered on the vertical axis of the bath. The length of the major axis of the ellipse was 3 meters, the length of the minor axis was 1.5 meters. The onset of blowing began from a distance of 60 to 70 cm from the bath level with an oxygen blow rate of 20 m @ 2. t * ”^ of steel and the melt velocity was set to 0.1 m · s \ After inhalation of 2 t * ¹ steel, the distance between the nozzle orifice and the bath level was reduced to 30 cm and the oxygen blowing rate

- 3 * ml — Ί zvýšila na 60 m · h · t oceli. Rychlost pohybu trysky po hladinové elipse činila 0,2 m · e*\ Stažení první etrusky proběhlo po nadmýohání dalších 7 ti?, ť*¹ oceli kyslíkem a při této mezioperaci bylo dmýchání kyslíku i pohyb trysky zastaven. Po stažení etrusky a dalším přisazení vápna v množství 10 kg · t“^3, oceli se pokračovalo v dmýchání po elipse ve vzdálenosti 50 až 60 cm od hladiny s intenzitou dmýcháni kyslíku 25 ra^· h“¹· t’¹' oceli a rychlost pohybu ohniska, v tavenině byla snížena na 0,15 m · s*¹. Po nadmýchání kysíx kti . Z/Tm³. t* oceli se upravila výška zkujňovací trysky na 20 om nad povrch hladiny lázně a příkon dmýchaného kyslíku se zvýšil na 60 m?· h*^· t“^ oceli. Přerušení pohybu trysky a dmýohání kyslíku při odběru první, zkoušky, stažení a obnovení strusky přidáním vápna v množství 10 kg · t“¹ oceli se provedlo po nadmýohání 12,5 nr· t oceli kyslíku· Chemické složení kovové lázně v množství prvků podle hmotnosti bylo následující: uhlík 1 %i mangan 0,2 %; fosfor 0,060 %; síra 0,035 %; měcí 0,12 %; nikl 0,10 % ; chrom 0,10 %; zbytek železo a doprovodné nečistoty. Kovová tavenina se zkujňovala dále tryskou pohybující se po elipse výše uvedených parametrů rychlostí 0,4 m · s“^ ve vzdálenosti 20 cm od hladiny lázně a intenzita dmýchání činila 60 m · h . t oceli kyslíku.- 3 * ml - Ί increased to 60 m · h · t steel. The speed of movement of the nozzle after the liquid level ellipse was 0.2 m · e * \ Downloading the slag was carried out first after a further 7 nadmýohání you ?, t * ¹ steel with oxygen and was at this intermediate step of injecting oxygen and the movement of the nozzle is stopped. After the etrusk was pulled off and further lime was added at 10 kg · t · ^{3, the} steel continued to blow after the ellipse at a distance of 50 to 60 cm from the surface with an oxygen blowing rate of 25 m ^ · h ^{1 1} · t ^{1 1} oceli steel and speed movement of the focus, in the melt was reduced to 0.15 m · s * ¹ . After inhalation oxygen kti. Z / Tm ³ . The steel nozzle height was adjusted to 20 µm above the bath surface and the blown oxygen power increased to 60 m 2 · h · t · steel. Interruption of nozzle movement and oxygen scavenging at first sampling, testing, withdrawal and restoration of slag by addition of lime at 10 kg · t “ ¹ steel were carried out after elevation of 12.5 nr · t oxygen steel · Chemical composition of the metal bath as follows: carbon 1% and manganese 0.2%; phosphorus 0.060%; sulfur 0.035%; 0.12%; nickel 0.10%; chromium 0,10%; the rest iron and accompanying impurities. The metal melt was further reflowed through a nozzle moving after the ellipse of the above parameters at a rate of 0.4 m · s @ -1 at a distance of 20 cm from the bath level and a blow rate of 60 m · h. t of steel oxygen.

Tímto způsobem bylo nadmýcháno 10 m . t oceli. Následující odběr zkoušky a její kvantometrická analýza prokázala ukončení zkujnovacího procesu, přičemž složení kovové lázně v množství prvků podle hmotnosti bylo následující: uhlík 0,10 %; mangan 0,10 %; fosfor 0,009 % a síra 0,018 %. Teplota ukončené lázně byla 1590 °C, což odpovídalo požadavku v doporučeném teplotním rozmezí. Následoval odpich a byla provedena desoxidaoe oceli v licí pánvi· Výsledná teplota oceli v pánvi byla 1550 °C. Výsledná analýza byla v souladu s výrobním složením jmenovité jakostní normy oceli. Výsledné chemické složení oceli v množství prvků podle hmotnosti Činilo: uhlík 0,10 mangan 0,41 %; křemík 0,25 %; fosfor 0,012 %; síra 0,015%; hliník 0,040 %; měcí 0,11%; nikl 0,10 %; chrom 0,06 %, zbytek železo a obvyklé nečistoty·In this way, 10 m was inhaled. t of steel. Subsequent sampling and quantitative analysis showed completion of the refining process, with the composition of the metal bath in the amount of elements by weight as follows: carbon 0.10%; Manganese 0.10%; phosphorus 0.009% and sulfur 0.018%. The temperature of the terminated bath was 1590 ° C, which corresponded to the requirement within the recommended temperature range. The tapping was followed and deoxidation of the steel in the ladle was performed. The resulting steel temperature in the ladle was 1550 ° C. The resulting analysis was in accordance with the production composition of the nominal steel quality standard. The resulting chemical composition of the steel in the number of elements by weight was: carbon 0.10 manganese 0.41%; silicon 0.25%; phosphorus 0.012%; sulfur 0.015%; aluminum 0.040%; 0.11%; nickel 0.10%; chromium 0,06%, rest iron and usual impurities ·

Vzhledem k danému poměru tekutého surového železa a pevného ocelového odpadu ve veázoe a. při zadaných geometrickýchDue to the given ratio of liquid pig iron and solid steel waste in the a

- 4 parametrech nístěje a lázně byl použit elipsovitý pohyb ohniska. Pri jiných vstupních parametrech může technologii zkujnování podle vynálezu vyhovovat redukovaný pohyb po některá z poloh elipsy, pohyb kruhový, sinusoidní i jiná trajektorie.- 4 parameters of hearth and bath were elliptical movement of focus. For other input parameters, the refinement technology according to the invention may be suitably reduced motion to one of the ellipse positions, circular, sinusoidal, and other trajectory.

Z popisu technologie vyplývá, že pohyb i dmýchání se v určitých fázích výroby přerušují. K zastavení pohybu a dmýchání kyslíku do stacionárního ohniska, tj. k bodové výdrži na dané trajektorii, dochází ve zvláštních případech zkujnovacího procesu, např. při zjištění výrazné mísťhí koncentrační nehomogenitě a podobně. Z podobných důvodů se například jeví výhodné přejít po určité době z eliptické dráhy na kruhovou a zpět na eliptickou a podobně.It follows from the description of the technology that the movement and the blowing are interrupted at certain stages of production. Stopping the movement and blowing of oxygen into a stationary focal point, ie a point hold on a given trajectory, occurs in special cases of the refining process, eg when a significant local concentration inhomogeneity is detected and so on. For similar reasons, for example, it seems advantageous to switch from an elliptical path to a circular path and back to an elliptical path and the like after some time.

Claims

1. A process for producing steel by an oxygen process in a hearth refining unit, for example in a tandem furnace, wherein a refining nozzle is blown to the surface of the melt or gaseous oxygen in an amount of 10 to 100 nP · ht of steel at 0-2 m from the bath level. in that the test oxygen is blown into or onto the melt in repeating trajectories lying in a plane parallel to the level of the melt.

2. A method according to claim 1, characterized in that, after the movement in the trajectory of one geometric species or an integral multiple of these movements is completed, the oxygen blowing is transferred to the trajectory of another geometric species.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the movement of the stream of oxygen scrubbing along the melt in the trajectories is carried out continuously or with a point hold.

4. A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the melt flow in the trajectories is carried out at a speed of 0.05 to 1.0 m. and “ ¹ .

Corrections in the printed descriptions of the invention; V., »ΐ í. C tí'is', · O p j 3 ^! J HIGHER THREE 3 U t C Γ SILFILTERSHEADS Reads SC / C / V; ¹ • λίύ, o) c wrong printing name of the invention *

The production of steel steels. v níst. aggregate refiner