CS266955B1

CS266955B1 - Method of detection of ferro-silicon overflow

Info

Publication number: CS266955B1
Application number: CS86581A
Authority: CS
Inventors: Peter Ing Csc Cengel
Original assignee: Cengel Peter
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS58186A1

Abstract

Riešenie patří do oboru hutníctva a rieši sposob hodnotenia ferosilícia před jeho použitím pri výrobě ocele. Doterajšie požiadavky oceliarských závodov na ferosilícium sa vzfahujú na obsah kremíka, granulometriu, připadne obsah sprievodných prvkov v zliatine. Jednotlivé zliatiny vykazujú rozličnú hodnotu prepalu. Podlá merani sa ukazuje súvislosí medzi objemovými změnami konkrétných odliatych a stuhnutých zliatín a ich náchylnostou k prepalu. Podstatou riešenia je, že sa u konkrétného ferosilícia zmeria přesný obsah kremíka a měrná hmotnost ferosilícia o zrnitosti 2 až 5 mm. Velkost odchýlky nameranej a teoretickej hodnoty mernej hmotnosti pre daný obsah kremíka je nepriamo úměrná velkosti hodnoty prepalu pri tavbě ocele.The solution belongs to the field of metallurgy and solves the method of evaluating ferrosilicon before its use in steel production. The current requirements of steel plants for ferrosilicon relate to the silicon content, granulometry, and possibly the content of accompanying elements in the alloy. Individual alloys show different values of burn-through. According to the measurement, a connection is shown between the volume changes of specific cast and solidified alloys and their susceptibility to burn-through. The essence of the solution is that the exact silicon content and the specific gravity of ferrosilicon with a grain size of 2 to 5 mm are measured for a specific ferrosilicon. The size of the deviation of the measured and theoretical value of the specific gravity for a given silicon content is inversely proportional to the size of the burn-through value during steel melting.

Description

2 CS 266 955 B12 CS 266 955 B1

Vynález sa týká spósobu zisťovania prepalu ferosilícia před jeho použitím pri výroběocele.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for detecting the ferro-silicon burn prior to its use in the manufacture of steel.

Ferosilícium, zliatina železa a kremíka, je technologická zliatina v metalurgii. Patřík najpoužívanejším ferozliatinám, vyrábaným v najvSčších množstvách. Používá sa na dezoxidáciua legovanie ocelí; na přípravu komplexných dezoxidačných, metalotermických, alebo zásypovýchexotermických zmesí; v zlievárenstve na přípravu niektorých liatin, ako súčasť očkovacíchzmesí, ako súčasť samotuhnúoioh formovacích zmesí a pri výrobě niektorých zliatin farebnýchkovov. Kvalita ferosilícia je posudzovaná obsahom kremíka a zliatiny, sú zaradené do sortimen-tov v intervaloch obsahu kremíka a podlá maximálneho obsahu niektorých sprievodných prvkov.Kvalita sa dalej posudzuje podlá kusovosti, resp. podlá zrnitosti, alebo podlá osobitnýchpožiadaviek odberatelov. Metalurgickou veličinou, ktorou sa ferozliatiny rozlišujú pritavbách je prepal; u ferosilícia je to percento alebo hmotnost kremíka, ktorý v priebehutavby pri výrobě ocele oxiduje, prechádza do trosky a sa stráca. Prepal kremíka je pridezoxidácii oceli nevyhnutný a záměrný. Prepal kremíka pri legovaní ocelí je nežiadúci,pretože část kremíka legovacej zliatiny sa stráca, legovanie je menej přesné, produktprepalu oxid křemičitý může vplývat na výsledok tavby, móže nepriaznivo ovplyvňovať životnostzásaditých vymuroviek metalurgických zariadení. Výsledky laboratórnych meraní a taviebukázali, že obsah kremíka a sprievodných prvkov vo ferosilíciu necharakterizujú v plnomrozsahu jeho fyzikálně a metalurgické vlastnosti. Výsledky merania mernej hmotnosti napr.ukázali, že niektoré zliatiny vykazujú určitý pokles merenej hmotnosti, oproti údajomuvádzaným v tabulkách v závislosti: měrná hmotnost k obsahu kremíka v zliatine. Přitomvplyv obsahu sprievodných prvkov v zliatine na pokles jej mernej hmotnosti je podlá výpočtovnepatrný oproti nameraným hodnotám. Výsledky meraní dalej ukázali, že prechodom ferosilíciaz kusového do disperzného stavu sa jeho měrná hmotnost dalej znižuje. Napokon výsledky labora-tórnych tavieb ukázali, že prepal niektorých konkrétných druhov ferosilícia, je výrazné nižšíod iných druhov, hoci obsah kremíka sa v zliatinách vzájomne Uši len nepatrné. Meratelne sa preja-vila rozdielnost použitého ferosilícia pri tavbách. Z doteraz povedaného vyplývá, že jedno fero-silíciu je vhodnejšie na legovanie od iného, pretože vykazuje nižšiu hodnotu prepalu pri tavbách;obsah kremíka v zliatine však nemusí v plnom rozsahu táto skutočnost charakterizovat. V laboratór-nych tavbách sa totiž ukázalo, že aj ferosilícium vyrobené v róznych tavbách, ale s praktickyrovnakým obsahom kremíka, vykazovalo vzájomne rozdielne hodnoty prepalu. Hodnoty laboratórnychtavieb oproti prevádzkovým, sú v tomto případe smerodajné, pretože ferosilícium přidávanédo laboratórnych tavieb bolo odoberané vždy z jediného kusá danej ferozliatiny s přesnýmchemickým zložením. V prevádzkových pomeroch sa leguje vSčším množstvom ferosilícia odobera-ním zo skládky alebo zo zásobníka; pri sklone ferosilícia k nehomogenite a pri postupnomdoplňovaní skládky alebo zásobníkov zliatinou, móžu mať jednotlivé kusy rozdiel obsahukremíka neikolko percent a aj rozdielne hodnoty prepalu. Pre výrobu niektorých druhovocelí lehovaných křemíkem, napr. pre kvalitu transformátorových ocelí, má nízká hodnotaprepalu ferosilícia nízký obsah oxidických vtrúsenín v oceli, přesnost legovania; tedavlastnosti spojené s kvalitou použitého ferosilícia, zásadný význam.Ferro-silicon, an alloy of iron and silicon, is a technological alloy in metallurgy. It belongs to the most widely used ferro-alloys produced in the highest quantities. Used for deoxidation and alloying of steels; for the preparation of complex deoxidizing, metallothermic, or backfill exothermic compositions; in the foundry for the preparation of some cast iron, as part of the seed mixtures, as part of the self-healing molding compositions and in the manufacture of some dye alloys. The quality of ferro-silicon is assessed by the content of silicon and the alloy, they are classified into the sorts at the intervals of the silicon content and according to the maximum content of some accompanying elements. according to the granularity or specific requirements of customers. The metallurgical quantity that distinguishes ferroalloys from build-ups has burned them; in ferro-silicon, this is the percentage or weight of silicon that oxidizes in the course of the steel making process, passes into slag, and is lost. Silicon overheating is necessary and deliberate to oxidize steel. Silicon overspill in alloying steels is undesirable because some of the alloy alloy silicon is lost, alloying is less accurate, silicon dioxide can affect the melt result, can adversely affect the life of the core metallurgical equipment. The results of laboratory measurements and melting have shown that the content of silicon and the accompanying elements in ferro-silicon do not fully characterize its physical and metallurgical properties. The results of the measurement of specific gravity, for example, showed that some alloys show a certain decrease in the measured weight, as compared to the data given in the tables, depending on the specific gravity of the silicon content of the alloy. The influence of the contents of the accompanying elements in the alloy on the decrease in its specific weight is, according to the calculation, less than the measured values. Further, the measurement results showed that by passing the ferro-silicon from the piece to the dispersion state, its specific gravity is further reduced. Finally, the results of laboratory melting have shown that it burned some particular types of ferro-silicon, is significantly lower from other species, although the silicon content in the alloys is only slight in the ears. The variation of the ferro-silicon used in the melting process was measurable. It follows from the hitherto known that one ferro-silicon is more suitable for alloying from another because it has a lower melting value, but the silicon content in the alloy may not fully characterize this. Indeed, it has been shown in laboratory melts that ferro-silicon produced in various melts, but with a practically uniform silicon content, also exhibited different values of burn-through. The values of laboratory buildings compared to the operating ones are decisive in this case, since the ferro-silicon added to the laboratory melts was always taken from a single piece of the given ferro-alloy with the exact chemical composition. In operating conditions, it is alloyed with a larger amount of ferro-silicon by withdrawal from the landfill or from the reservoir; in the case of the ferro-silicon tendency to inhomogeneity and in the progressive refilling of the landfill or storage tanks, the individual pieces may have a difference in the content of silicon by up to a few percent and also different values of the overburden. For the production of some silicon-coated steel rods, eg for the quality of transformer steels, the low ferro-silicon value has a low content of oxidic inclusions in the steel, alloying accuracy; Now the properties associated with the quality of the ferro-silicon used are essential.

Podstata vynálezu spočívá v presnom zmeraní obsahu kremíka chemickou analýzou a v pres-nom zmeraní mernej hmotnosti rovnakého ferosilícia o zrnitosti 2 až 5 mm. Velkost odchylkymernej hmotnosti od tabulkovej hodnoty pre daný obsah kremíka je nepriamo úměrná velkosthodnoty prepalu pri tavbě ocele. Výhoda uvedeného spósobu spočívá v možnosti hodnotenia a výběru ferosilícia před jehopoužitím na legovanie. Vyrobené ferosilícium móže byť z pohladu prepalu viac, alebo menejvhodné, čo je možné zistiť nepriamo meraním a vyhodnotením mernej hmotnosti. Spósob umožňujevybrat najvhodnejšie ferosilícium tam, kde v technologii výroby ocele sa každý vplyv odrážana finálnych vlastnostiach ocelí, napr. na měrných stratách křemíkových transformátorovýchocelí. Příklad praktického použitia vynálezu je interpretovaný na laboratórnych tavbáchpřípravy,ocelí legovaných ferosilíciom. Na legovanie bolo použité 10 róznych zliatin s obsahom CS 266 955 B1 3 62,1 až 71,9 % hmot Sij každá zo zliatin bola dávkovaná do ocele v množstvách 1, 2, 3 a 4 %hmotnosti ocelověj vsádzky (5 kg), čo reprezentuje 40 tavieb. U vzoriek použitého ferosiliciabola zmeraná měrná hmotnost. Závislost mernej hmotnosti na obsahu kremika v zliatine znázor-ňuje obr. 1 následovně. Měrná hmotnost ferosilicia uvádzaná v literatúre je charakterizovanápriamkou A (60 % hmot. Si, 4 000 kg.m-3; 70 % hmot. Si, 3 510 kg.m-^ . Měrné hmotnostizliatin s iným obsahom kremika je možné vypočítat z obsahu zliatin s iným obsahom kremikaje možné vypočítat z obsahu kremika a z rovnice priamky A (od 60 do 90 % hmot. Si má čiaraA charakter priamky). Pod priamkou A nachádzajú sa měrné hmotnosti reálných desiatichzliatin, merané pri zrnitosti zliatin 2 až 6 mm (prázdné značky) a na zliatinách v prachovomstave (plné body). Z obr. 1 je vidiet, že skutočné reálne zliatiny vykazujú určité odchylkymernej hmotnosti ^(vzdialenosti bodov B od čiary A), ktoré odchylky sa so změnou obsahukremika nemenia pravidelné a ktoré sa s prechodom do prachového stavu ešte zvačšajú. Hodnotyprepalov kremika pri legováni sa vypočítájú z obsahu kremika vo vyrobenéj oceli a v použitomferosilíciu, z množstva ocele a ferosilicia; prepaly mčže byt vyjádřené v percentách alebov gramoch. Na obr. 2 je znázorněny vztah medzi prepalom ferosilicia (vyjádřeným v gramoch)a rozdielom měrných hmotností (vzdialnosťou bodov B od priamky A). Každá z hodnót prepalu,určujúca bod na obr. 2 je aritmetickým priemorom prepalov štyroch tavieb s daným druhomferosilicia. Konkrétné číselné údaje k obr. 1 a obr. 2 uvádza tabulka. Tabulka ukazujepraktické použitie hodnotenia a výběru ferosilicia: z desiatich zliatin, ktoré boli sledované,majú zliatiny Č. 4 a 7 najvSčší rozdiel měrných hmotností a mali by byt pre tavby najvhodnej-šie; zliatina č. 9 vykazuje naopak najmenší rozdiel a teda by mala byt najmenej vhodná. Výsledky tavieb, v tomto případe priemerné hodnoty prepalov kremika pri tavbách ukazujú,že najnižšie priemerné hodnoty prepalov boli u ferosilicia č. 4 a 7, najvyššie - takmerdvojnásobné u zliatiny č. 9. Graficky túto skutočnosť znázorňuje obr. 2 pre dané zliatinya tavby. Hodnotu prepalu ovplyvňujú aj Salšie veličiny, ktoré spůsobujú rozptyl hodnot(obsah kyslíka v oceli, teplota ocele, granulometria a dlžka skladovania použitého ferosilicia).Z obr. 2 však vyplývá závislost medzi velkosťou odchylky mernej hmotnosti a velkosťouprepalu, čo charakterizuje regresná priamka E. Na obr. 1 je ešte znázorněné ferosilíciumbodom D s obsahom 68,7 % hmot. Si, použité v inej sérii tavieb; vykazovalo vóbec najváčšiuodchylku mernej hmotnosti a vĎbec najnižšiu priemernú hodnotu prepalu (0,5 g). Závislost mernej hmotnosti ferosilicia na obsahu kremika v zliatine podlá údajovv tabulkách znázorňuje priamka A, skutočné namerané hodnóty na zliatinách o velkosti kúskov2 až 5 mm body B a u rovnakých zliatina v prachovom stave body C, ako aj vdbee najvačšianameraná odchylka (bod D) mernej hmotnosti konkrétnej zliatiny. Obr. 2 znázorňuje vztahmedzi hodnotou prepalu kremika vyjádřenou v gramoch a velkostou odchylky mernej hmotnosti,charakterizovaný priamkou E.The essence of the invention lies in the precise measurement of the silicon content by chemical analysis and in the precise measurement of the specific gravity of the same ferro-silicon having a grain size of 2 to 5 mm. The weight deviations from the table value for a given silicon content are inversely proportional to the size of the hot melt in the steel melt. The advantage of this method lies in the possibility of evaluating and selecting ferro-silicon before being used for alloying. The ferro-silicon produced can be more or less burnt from view, which can be detected indirectly by measuring and evaluating the specific gravity. In this way, it is possible to select the most suitable ferro-silicon where, in the steel production technology, each effect is reflected in the final properties of the steels, for example, the specific losses of silicon transformers. An example of practical application of the invention is interpreted in laboratory melting preparations, ferro-silicon alloyed steels. 10 alloyed CS 266 955 B1 3 alloys were used for alloying 62.1 to 71.9% by weight of SiOI each of the alloys was dosed in steel in quantities of 1, 2, 3 and 4% by weight of steel charge (5 kg), represents 40 melts. The specific gravity was measured for the samples of the used ferrosilicon. The dependence of the specific gravity on the silicon content of the alloy is shown in Fig. 1 as follows. The specific gravity of the ferro-silicon reported in the literature is characterized by a line A (60% by weight Si, 4000 kg.m-3; 70% by weight Si, 3,510 kg.m-3. with a different content of silicon it is possible to calculate from the content of silicon and from the equation of line A (from 60 to 90% by weight Si has a line character) Below the line A there are specific densities of real ten-alloys, measured at 2 to 6 mm (grain size) alloys Figure 1 shows that real real alloys exhibit some deviating masses ^ (the spacing of points B from line A), which deviations do not change regularly with the change in content and which, with the transition to dust Cremation values of alloyed silicon are calculated from the silicon content of the steel produced and the ferro-silicon used, from the amount of steel and ferro-silicon; Figure 2 shows the relationship between the ferro-silicon overflow (expressed in grams) and the specific gravity difference (the distance of the B-points from line A). Each of the values of the overheating, determining the point in FIG. 2, is the arithmetic mean of the burns of the four melts with the given species. Specific figures for Fig. 1 and Fig. 2 are shown in the table. The table shows the practical use of the evaluation and selection of ferro-silicon: from the ten alloys that have been monitored, alloys No. 4 and 7 have the largest specific gravity difference and should be best suited for smelting; on the other hand, alloy no. The melting results, in this case the average melting point of the silicon in the melt, show that the lowest average burn-through values for ferrosilicon # 4 and 7, the highest - almost doubled for alloy # 9. Graphically, this is shown in Figure 2 for the given alloy and melt. Also, Salde variables, which cause the dispersion of values (oxygen content in steel, steel temperature, granulometry and storage length of the used ferro-silicon), influence the value of the overflow. Fig. 1 is still shown by ferro-silicon dioxide D with a content of 68.7% by weight. Si, used in another series of melts; it showed the highest deviation of specific gravity at all and the lowest average value of overburden (0.5 g). The dependence of the ferro-silicon specific gravity on the silicon content of the alloy according to the data in the tables shows the line A, the actual measured values on the alloys with a piece size of 2 to 5 mm points B and the same alloy in the powder state the points C as well as the most measured deviation (point D) of the specific weight alloys. FIG. 2 shows the relationship between the silicon overload value expressed in grams and the specific gravity deviation, characterized by the line E.

Tabulka číselne odplňuje údaj k obr. 1 a obr. 2.The table numerically fills the figure to Fig. 1 and Fig. 2.

TabulkaTable

Obr. 1 Obr. 2 č. Si Ckg. £kg.m-^] CsJ % hmot. A B c rozdiel Priemer vypočítané 2-6 mm prach A - B 1 62,1 3 898,2 3 778,9 3 526,1 119,3 15,8 2 62,5 3 878,8 3 724,2 3 462,4 154,6 14,7 3 63,1 3 849,7 3 704,1 3 506,2 145,6 17,0 4 63,1 3 849,7 3 612,9 3 308,8 236,8 11,3 5 63,3 3 840,0 3 678,4 3 411,4 161,6 13,6 6 64,5 3 781,8 3 630,2 3 467,2 151,6 17,1 7 65,3 3 723,4 3 477,7 3 303,2 245,7 11,5 8 65,4 3 738,1 3 541,2 3 326,7 196,9 16,4FIG. FIG. 2 No. Si Ckg. % Of kg wt. AB c difference Average calculated 2-6 mm dust A - B 1 62.1 3 898.2 3 778.9 3 526.1 119.3 15.8 2 62.5 3 878.8 3 724.2 3 462 4 154.6 14.7 3 63.1 3 849.7 3 704.1 3 506.2 145.6 17.0 4 63.1 3 849.7 3 612.9 3 308.8 236.8 11, 3 5 63.3 3 840.0 3 678.4 3 411.4 161.6 13.6 6 64.5 3 781.8 3 630.2 3 467.2 151.6 17.1 7 65.3 3 723.4 3 477.7 3 303.2 245.7 11.5 8 65.4 3 738.1 3 541.2 3 326.7 196.9 16.4

Claims

4 EN 266 955 B1 Continued Table Fig. FIG. 2 C. Si% wt. Ckg.m 33 Ckg.m "33 [93 A calculated B 2-6 mm c dust difference A - B Average 9 66.6 3 679.9 3 591.7 3 362.4 88.2 20.9 10 71 9 3 422,8 3 305,0 3 353,0 117,8 17,5 SUBJECT MATERIALS A method for detecting ferro-silicon prior to use in steel production, characterized by measuring the silicon content and the specific gravity of the ferro-silicon with a grain size of 2 to 5 mm , wherein the magnitude of the deviation of the measured and theoretical value of the grammage for a given silicon content is inversely proportional to the magnitude of the steel melting value.