PL185211B1 - Sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym przy załadowywaniu roztopioną surówką - Google Patents
Sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym przy załadowywaniu roztopioną surówkąInfo
- Publication number
- PL185211B1 PL185211B1 PL97330956A PL33095697A PL185211B1 PL 185211 B1 PL185211 B1 PL 185211B1 PL 97330956 A PL97330956 A PL 97330956A PL 33095697 A PL33095697 A PL 33095697A PL 185211 B1 PL185211 B1 PL 185211B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- furnace
- pig iron
- loading
- refining
- carbon
- Prior art date
Links
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 48
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 46
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 42
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 13
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005261 decarburization Methods 0.000 description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/527—Charging of the electric furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5211—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
- C21C5/5217—Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/5252—Manufacture of steel in electric furnaces in an electrically heated multi-chamber furnace, a combination of electric furnaces or an electric furnace arranged for associated working with a non electric furnace
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
1 . Sposób wytwarzania stali w piecu ele- ktrycznym, wedlug którego do pieca elektryczne- go zaladowywana jest pewna ilosc zlomu, która jest roztopiona przy zastosowaniu luku elektry-- cznego, z góry okreslona ilosc roztopionej su-- rówki zaladowywana jest do pieca elektrycznego po tym jak czesc zlomu zostaje roztopiona, a gaz do rafinacji wdmuchiwany jest do pieca po zalado- waniu do niego okreslonej ilosci surówki az do osiagniecia wartosci docelowej stezenia wegla i/lub krzemu w kapieli metalowej, znamienny tym, ze ilosc roztopionej surówki zaladowywuje sie w sposób ciagly i przy sterowanej predkosci bez przerywania nagrzewania przez luk elektry- czny, przy czym wdmuchiwanie do pieca gazu do rafinacji rozpoczyna sie podczas zaladowywania ciaglego surówki zanim stezenie wegla i/lub krze- mu w kapieli metalowej nie osiagnie z góry okre- slonej wartosci granicznej i wdmuchiwanie pro- wadzi sie nieprzerwanie az do konca operacji zaladowywania. Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym przy załadowywaniu roztopioną surówką.
Wykorzystując piece elektryczne takie jak piece łukowe, ponownemu przetwarzaniu poddaje się duże ilości złomu stalowego. Piece te sprawiają, iż możliwe jest przetopienie i ponowne użycie złomu stalowego tak obrabianego w celu wytworzenia nowych wyrobów ze stali.
Niektóre ze szczątkowych składników stopowych zawartych w złomie stalowym, takich jak miedź, nikiel i niektóre inne, nie mogą zostać usunięte ze stali i dlatego występują w wyrobach gotowych. Oznacza to, że im więcej złom stalowy poddawanyj est ponownemu przetworzeniu, tym większa jest zawartość szczątkowych składników stopowych w stali. Składniki te powodują problemy, zwłaszcza przy wytwarzaniu pewnych wyrobów, takich jak cienkie blachy stalowe.
Jeden ze sposobów zmniejszania zawartości szczątkowych składników stopowych w stali otrzymywanej ze złomu stalowego i jednocześnie poprawienia sprawności energetycznej pieca elektrycznego polega na dodaniu roztopionej surówki do pieca elektrycznego. Obecnie, z uwagi na fakt występowania wysokiej zawartości węgła i krzemu w roztopionej surówce (zwykle 4,5%
185 211
C oraz 0,6% Si) załadowywanie pieca roztopioną surówką prowadzi do znacznego wzrostu stężenia tych składników w kąpieli metalowej. Rezultatem tego jest dłuższy okres świeżenia stali w celu zmniejszenia stężeń węgla i krzemu w kąpieli metalowej i osiągnięcia wartości docelowych, które zwykle są bardzo niskie, na przykład, wartość docelowa dla stężenia węgla wynosi od 0,05% do 0,1%.
Aby to osiągnąć, tradycyjne sposoby załadowywania wsadu, po załadowaniu surówką, zapewniają proces rafinacji polegający na przedmuchiwaniu ciekłego stopu gazem, na przykład, tlenem w celu zredukowania stężeń węgla i krzemu. Przy stężeniach tych składników; które są całkiem wysokie, prędkość z jaką tlen jest doprowadzany musi być umiarkowana, aby uniknąć reakcji odkrzemiania i odwęglania przebiegających zbyt gwałtownie.
Istotnie, przy występowaniu wysokich stężeń węgla i krzemu, wdmuchiwany z bardzo dużąprędkością tlen reaguje bardzo gwałtownie w punkcie zderzenia z kąpiekąmetalową, doprowadzając miejscowo do nagłego uwolnienia energii i gazu powstałego na skutek zachodzącej reakcji takiego jak, na przykład, CO. Staje się zatem oczywiste, że takiej gwałtownej reakcji towarzyszą rozpryski stali i surówki mogące spowodować zanieczyszczenie i uszkodzenie chłodnicy płytowej, stanowiącej wyłożenie wnętrza pieca. Stąd wynika potrzeba zmniejszenia prędkości z jaką dostarczany jest tlen w celu zmniejszenia dynamiki prowadzonego procesu rafinacji.
Jednakże, zu wagi na ograniczoną prędkość dostarczania tlenu przy rafinacji ta ostatnia operacja zabiera dużo czasu, a powyżej pewnej ilości wprowadzonej surówki, stanowi czynnik ograniczający jeśli chodzi o czas trwania cyklu topienia w piecu. W celu poprawienia wydajności pieca łukowego, jeśli chodzi o jego zdolność produkcyjnią czyli aby zmniejszyć czas trwania cyklu topienia, istotne jest zredukowanie czasu trwania procesu rafinacji w kąpieli metalowej.
Europejski opis patentowy EP-A-0 630 997 opisuje proces obróbki roztopionej surówki w konwertorze zaopatrzonym w co najmniej jedną elektrodę. Przedstawione w tym opisie rozwiązanie dotyczy procesu, w którym całkowita ilość surówki załadowywana jest do konwertora przed włączeniem łuku elektrycznego.
Celem niniejszego wynalazku jest zaproponowanie sposobu wytwarzania stali w piecu elektrycznym poprzez załadowywanie go roztopioną surówka, który umożliwia zmniej szenie czasu trwania cyklu topienia.
Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym, według którego do pieca elektrycznego załadowywana jest pewna ilość złomu, która jest roztopiona przy zastosowaniu łuku elektrycznego, z góry określona ilość roztopionej surówki załadowywana jest do pieca elektrycznego po tym jak cześć złomu zostaje roztopiona, a gaz do rafinacji wdmuchiwany jest do pieca po załadowaniu do niego określonej ilości surówki aż do osiągnięcia wartości docelowej stężenia węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej, charakteryzuje się tym, że ilość roztopionej surówki załadowywuje się w sposób ciągły i przy sterowanej prędkości bez przerywania nagrzewania przez łuk elektryczny, przy czym wdmuchiwanie do pieca gazu do rafinacji rozpoczyna się podczas załadowywania ciągłego surówki zanim stężenie węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej nie osiągnie z góry określonej wartości granicznej i wdmuchiwanie prowadzi się nieprzerwanie aż do końca operacji załadowywania.
Korzystnie, ustala się prędkość załadowywania pieca i prędkość wdmuchiwania gazu do rafinacji, tak że stężenie węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej nie ulega dalszemu wzrostowi po rozpoczęciu procesu rafinacji.
Gaz do rafinacji wdmuchuje się do jednej z dwóch części czwartych pieca leżących naprzeciwko otworu załadowczego w stosunku do elektrody pieca elektrycznego, przy czym kierunek wdmuchiwania gazu jest taki, że pierwsza płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi załadunku oraz druga płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi wdmuchiwania gazu przecinają się ze sobą zasadniczo w obszarze elektrody pieca.
Wartość graniczna stężenia węgla w kąpieli metalowej jest mniejsza niż 2%, a korzystnie mniej niż 1,5%, natomiast załadowywanie roztopioną surówką prowadzi się przy ilości wy4
185 211 noszącej pomiędzy 20% do 60% całkowitego wsadu pieca, a korzystnie prędkość załadowywania surówką ustala się na mniej niż 4% pojemności pieca na minutę.
Korzystnie, jako gaz do rafinacji stosuje się tlen O2, przy czym prędkość wdmuchiwania tlenu O2 na tonę pojemności pieca ustala się na pomiędzy 0,5 a 1 m3/min.
Sposób ten posiada korzyści, po pierwsze dlatego, że załadowywanie wykonywane jest bez wyłączania zasilania prądem, to jest bez przerywania nagrzewania łukiem elektrycznym. W konsekwencji, topienie złomu stalowego nie jest przerywane i jest przeprowadzane o wiele szybciej niż przy stosowaniu tradycyjnych sposobów załadowywania surówki. Po drugie, rafinacja poprzez wdmuchiwanie gazu rozpoczyna się przed końcem załadowywania wsadu, to jest w czasie wcześniejszym niż w tradycyjnych sposobach załadowywania. W rezultacie tego, czas trwania cyklu topienia pozostaje zredukowany, chociaż prędkość wdmuchiwania gazu nie jest zwiększona.
Ponieważ rafinacja rozpoczyna się przed końcem załadowywania, sposób ten sprawia, że możliwe staje się zmniejszenie maksymalnego stężenia węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej podczas cyklu topienia poprzez ustalenie prędkości załadowywania i wdmuchiwania gazu. Na początku rafinacji, stężenie, na przykład węgla w kąpieli metalowej jest faktycznie znacznie niższe niż to uzyskiwane w sposobach tradycyjnych, w których rafinacja rozpoczyna się dopiero po załadowaniu całkowitej ilości surówki (to samo odnosi się do stężenia krzemu). Ponadto, co najmniej część węgla w tej kąpieli poddana zostaje utlenianiu tak, że wzrost stężenia węgla w kąpieli metalowej, gdy postępuje proces załadowywania, jest zasadniczo zmniejszony i tak, że jego stężenie nie przekracza z góry określonej wartości granicznej, która dla stężenia węgla wynosi, na przykład, mniej niż 2%, a korzystnie mniej niż 1,5%. Stężenie krzemu zachowuje się w ten sam sposób ale na mniej szą skalę. Z góry określana wartość graniczna dla stężenia krzemu wynosi, na przykład, mniej niż 0,3%, a korzystnie mniej niż 0,2%.
Przy stężeniu węgla i krzemu ograniczonym w ten sposób, możliwe jest zwiększenie prędkości wdmuchiwania tlenu bez wystąpienia zbyt gwałtownej reakcji rafinacji. W rezultacie, z uwagi na ograniczoną ilość miejscową krzemu i węgla, reakcja związana z procesem rafinacji nie jest dłużej lokalizowana w punkcie doprowadzenia gazu do kąpieli. Po zmieszaniu występujących faz (metal i żużel), wytworzony w ten sposób tlenek żelaza reaguje następnie z krzemem i z węglem, na które natrafia w miejscach innych niż punkt wdmuchiwania gazu. Dlatego wydostawanie się gazu takiego jak, na przykład, CO oraz rozpryski metalu występują bardziej równomiernie na całej powierzchni kąpieli metalowej i w konsekwencji mniej gwałtownie. Stąd też zwiększenie prędkości wdmuchiwania tlenu i skutkiem tego szybkości procesu rafinacji, może być osiągnięte bez powodowania rozprysków stali i roztopionej surówki, które sązbyt duże i które mogą powodować zanieczyszczenie i uszkodzenie chłodnicy płytowej stanowiącej wyłożenie wnętrza pieca. Cykle topienia pieca są w ten sposób skrócone, a jego zdolność produkcyjna wzrasta.
Należy zauważyć, że załadowywanie pieca surówką odbywa się bez zatrzymywania nagrzewania łukiem elektrycznym oraz że sklepienie pieca pozostaje zamknięte w czasie trwania załadunku. Załadowywanie korzystnie dokonywane jest przez boczny otwór pieca. Ponieważ sklepienie pieca jest zamknięte podczas całego cyklu topienia, to unika się wprowadzenia do niego powietrza, zaś wprowadzenie azotu jest znacznie zmniejszone. Ponadto, wcześniejsze i ciągłe prowadzenie rafinacji prowadzi do nieprzerwanego przedmuchiwania kąpieli metalowej przez gazy reakcyjne takie jak, na przykład, CO. Poprzez to przedmuchiwanie przy użyciu CO, azot rozpuszczony w kąpieli metalowej rozpuszczany jest w pęcherzykach CO, które zabierają go z kąpieli metalowej. Azot usuwanyjest wtedy z naczynia wraz z powstałym gazem poprzez układ wylotowy pieca. Takie nieprzerwane przedmuchiwanie kąpieli metalowej prowadzi zatem do bardzo niskich zawartości azotu w produkowanej stali.
W rezultacie, sposób według wynalazku jest doskonale przystosowany do wytwarzania stali wyższej jakości, zwłaszcza stali ciągliwej, dla której wymagane są bardzo niskie zawartości azotu.
Prędkość doprowadzenia gazu dla przeprowadzenia procesu rafinacji oraz prędkość załadowywania pieca surówką jest korzystnie tak ustalona, że stężenie węgla i/lub krzemu
185 211 w kąpieli metalowej nie ulega wzrostowi po rozpoczęciu procesu rafinacji. Jest możliwe, na przykład, dostosowanie prędkości załadunku surówki do maksymalnej prędkości doprowadzania tlenu tak, aby utlenić cały węgiel w kąpieli metalowej. W ten sposób stężenia węgla i krzemu w kąpieli metalowej mogąbyć bardzo precyzyjnie określane podczas cyklu topienia oraz możliwe jest ograniczenie maksymalnego stężenia do bardzo niskich wartości, na przykład 0,5% dla węgla.
Zgodnie z korzystnym przykładem realizacji sposobu, gaz dla procesu rafinacji wdmuchiwanyjest do jednej z dwóch części czwartych pieca leżących naprzeciwko otworu załadowczego w stosunku do elektrody pieca elektrycznego. W tym przypadku, kierunek wdmuchiwania gazu jest ustalony tak, że pierwsza płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi załadunku oraz druga płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi wdmuchiwania gazu przecinają się ze sobą zasadniczo w obszarze elektrody pieca.
Gazy reakcyjne takie jak na przykład CO powstające nieprzerwanie podczas oczyszczania są bardziej obfite w obszarze, w którym natrafiają na siebie strumienie gazu i surówka niż w obszarach sąsiadujących. W momencie opuszczania kąpieli metalowej gazy te przemieszczają azot w naczyniu i tworzą powyżej powierzchni kąpieli metalowej atmosferę ochronną chroniącą przed przedostaniem się azotu do kąpieli.
Z uwagi na bardzo wysokie temperatury panujące w sąsiedztwie łuku elektrycznego występowanie azotu w tym obszarze prowadzi do korzystnego azotowania kąpieli metalowej. Dlatego jest szczególnie korzystne skierowanie strumieni surówki i gazu oczyszczającego tak, aby mogły się one spotkać w obszarze położonym poniżej łuku elektrycznego. Atmosfera ochronna utworzona w sąsiedztwie łuku jest w rezultacie szczególnie zagęszczona chroniąc bardzo skutecznie przed przedostaniem się azotu do kąpieli.
Należy zauważyć, że załadowanie roztopioną surówką może być przeprowadzane przy ilości tej surówki wynoszącej pomiędzy 20% a 60% całkowitego wsadu pieca oraz, że prędkość załadowywania surówką korzystnie wynosi mniej niż 4% pojemności pieca na minutę. Prędkość z jakąwdmuchiwany jest tlen na tonę pojemności pieca korzystnie wynosi pomiędzy 0,5 a 1 m3 O2 na minutę.
Poniżej, realizacja sposobu według wynalazku porównana jest z tradycyjnymi sposobami załadunku przy wykorzystaniu przykładu zilustrowanego na fig. 1 i 2 rysunku, na którym fig. 1 przedstawia zmiany w funkcji czasu energii elektrycznej, ilości roztopionego metalu i stężenia węgla dla tradycyjnego sposobu załadowywania, a fig. 2 przedstawia zmiany w funkcji czasu energii elektrycznej, ilości roztopionego metalu i stężenia węgla dla sposobu załadowywania według wynalazku.
Założenia wspólne dla obu sposobów załadowywania pieca roztopioną surówką są następujące:
- pojemność pieca: 100 t -t- 20 t w przechyle,
- załadowanie: 66 t złomu stai i + 44 t roztopionej surówki, względnie 40%,
- maksymalna moc czynna pieca: 60 MW,
- stężenie węgla w surówce 4,5 %, w złomie stali 0,5%.
W tym przykładzie, rozważane jest wyłącznie stężenie węgla w kąpieli metalowej. Stężenie krzemu wykazuje zasadniczo takie same zmianyjak te dotyczące stężenia węgla, z wyjątkiem tego, że krzem utlenia się przed węglem. W rezultacie, po osiągnięciu docelowej wartości stężenia węgla krzem jest prawie usunięty z kąpieli metalowej.
Przez wzgląd na ułatwienie w dokonaniu porównania, początek próby przeprowadzany jest najpierw przy tej samej prędkości maksymalnej doprowadzenia tlenu dla obu sposobów i prędkość ta jest rzędu 4 000 m3/h, co odpowiada prędkości odwęglania 60 kg węgla/min.
W sposobie tradycyjnym (fig. 1) piec elektryczny pracuje najpierw z maksymalną mocą, aby roztopić pewną ilość złomu stalowego. Po dziesięciu minutach łuk elektryczny jest jeszcze raz wyłączany, okno piecajest odsuwane, a załadowywanie roztopioną surówkąprzeprowadzane jest przez 5 minut. Po załadunku, okno pieca jest przesuwane i następuje ponowne włączenie
185 211 łuku elektrycznego. Należy zauważyć, że z uwagi na czas wymagany dla otworzenia i zamknięcia okna pieca, załadunek 5- minutowy oznacza, że piec jest wyłączony z pracy przez około 10 minut.
Podczas załadowywania surówką, masa roztopionego metalu i stężenie węgla w kąpieli metalowej wzrastają w sposób liniowy z uwagi na prędkość załadowywania, a przy końcu operacji załadowywania stężenie węgla osiąga wartość 3% (stężenie krzemu wynosi 0,4%). Talk jest głównie z uwagi na występowanie tych bardzo wysokich stężeń krzemu i węgla, dla których prędkość doprowadzania tlenu musi być ograniczona podczas rafinacji do jednego z 4 000 m3/h. Podczas rafinacji, która rozpoczyna się po zamknięciu okna pieca, stężenie węgla zmniejszane jest przy zasadniczo prędkości liniowej do końca, aż do wartości mniejszej niż 0,1%.
Należy zauważyć, że z uwagi na ilość węgla zawartego w surówce i złomie stalowym oraz z uwagi na ograniczoną prędkość doprowadzenia tlenu, odwęglanie trwa przez 38 minut. Ponieważ rozpoczyna się ono dopiero po 20 minutach od rozpoczęcia cyklu topienia to całkowity cykl topienia trwa 58 minut.
W sposobie według wynalazku, zilustrowanym na fig. 2 załadunek pieca rozpoczyna się po 10 minutach i kontynuowany jest przy prędkości 3 t/min., a więc pochłania około 15 minut. Podczas załadowywania piec jest zasilany tak, że ilość roztopionego metalu w piecu wzrasta nie tylko z powodu załadunku, ale także z uwagi na jednoczesne roztapianie złomu stalowego. W konsekwencji, topienie złomu stalowego ustaje 10 minut wcześniej niż w sposobie z fig. 1.
Ponadto, odwęglanie, które wymaga 38 minut dla tej samej prędkości 4 000 m3/h, zaczyna się tuż po rozpoczęciu załadowywania pieca zanim stężenie węgla w kąpieli metalowej przekroczy wartość 1,5%.
Rozpoczęcie w ten sposób załadowywania, wcześniej niż w sposobie z fig. 1, już umożliwia zmniejszenie czasu trwania cyklu topienia o więcej niż 10%. Jeśli maksymalna prędkość dostarczania tlenu zostanie obecnie zwiększona, co jest możliwe bez ryzyka pojawienia się rozprysków metalu z powodu niskiego stężenia węgla w kąpieli metalowej, to prędkość odwęglania ulega zwiększeniu, a czas trwania cyklu topienia jest zmniejszany w dalszym ciągu. W rezultacie, sposób według wynalazku umożliwia zwiększenie zdolności produkcyjnej pieca elektrycznego o co najmniej 10%.
W zoptymalizowanej odmianie nieprzerwanego załadowywania surówką możliwe jest dostosowanie prędkości załadowywania surówką do maksymalnej prędkości dostarczania tlenu do odwęglania tak, aby utlenić węgiel gdy wprowadzonyjest on do kąpieli metalowej. W ten sposób możliwejest ograniczenie stężenia węgla do wartości poniżej 0,5%. Z uwagi na takie niskie stężenie węgla maksymalna prędkość dostarczania tlenu może ulec znacznemu zwiększeniu tak aby zwiększyć prędkość odwęglania. Dla surówki o stężeniu węgla wynoszącym 4,5% zależność pomiędzy prędkością podawania surówki a prędkością dostarczania tlenu przedstawia się jak następuje:
q surówki (t/min) = q O2 (m3/min)/43
Taki sposób z wcześniejszym i zz optymaiizowanym załadowywaniem pokazany jest przerywaną liniąna fig. 2 dla maksymalnej prędkości dostarczania tlenu wynoszącej 5 200 m3/h. Załadowywanie w takim przypadku postępuje z prędkością 2 t/min. Można także zauważyć, że załadowywanie zaczyna się z chwilą rozpoczęcia cyklu oraz, że wk onsekwencji masa roztopionego metalu wzrasta w sposób liniowy od samego początku. Z drugiej strony, stężenie węgla pozostaje zasadniczo stałe podczas całego załadunku i wynosi mniej niż 0,5%. Sposób ten sprawia, że możliwy jest wzrost zdolności produkcyjnej pieca o 20% wporównaniu zt radycyjnymi sposobami zahdowywania.
Claims (7)
1. Sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym, według którego do pieca elektrycznego załadowywanaj est pewna ilość złomu, którajest roztopiona przy zastosowaniu łuku elektrycznego, z góry określona ilość roztopionej surówki załadowywana jest do pieca elektrycznego po tym jak cześć złomu zostaje roztopiona, a gaz do rafinacji wdmuchiwany jest do pieca po załadowaniu do niego określonej ilości surówki aż do osiągnięcia wartości docelowej stężenia węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej, znamienny tym, że ilość roztopionej surówki załadowywuje się w sposób ciągły i przy sterowanej prędkości bez przerywania nagrzewania przez łuk elektryczny, przy czym wdmuchiwanie do pieca gazu do rafinacji rozpoczyna się podczas załadowywania ciągłego surówki zanim stężenie węgla i/lub krzemu w kąpieli metalowej nie osiągnie z góry określonej wartości granicznej i wdmuchiwanie prowadzi się nieprzerwanie aż do końca operacji załadowywania.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ustala się prędkość załadowywania pieca i prędkość wdmuchiwania gazu do rafinacji tak, że stężenie węgla i lub krzemu w kąpieli metalowej nie ulega dalszemu wzrostowi po rozpoczęciu procesu rafinacji.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wdmuchuje się gaz do rafinacji do jednej z dwóch części czwartych pieca leżących naprzeciwko otworu załadowczego w stosunku do elektrody pieca elektrycznego, przy czym kierunek wdmuchiwania gazu jest taki, że pierwsza płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi załadunku oraz druga płaszczyzna pionowa odpowiadająca kierunkowi wdmuchiwania gazu przecinają się ze sobą zasadniczo w obszarze elektrody pieca.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wartość graniczna stężenia węgla w kąpieli metalowej jest mniejsza niż 2%, a korzystnie mniej niż 1,5%.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że załadowywanie roztopioną surówką prowadzi się przy ilości wynoszącej pomiędzy 20% do 60% całkowitego wsadu pieca.
6. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że prędkość załadowywania surówką ustala się na mniej niż 4% pojemności pieca na minutę.
7. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako gaz do rafinacji stosuje się tlen O2, przy czym prędkość wdmuchiwania tlenu O2 na tonę pojemności pieca ustala się na pomiędzy 0,5 a 1 m3/min.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LU88785A LU88785A1 (fr) | 1996-07-03 | 1996-07-03 | Procédé de fabrication d'acier dans un four électrique avec enfournement de fonte liquide |
| PCT/EP1997/003005 WO1998001588A1 (fr) | 1996-07-03 | 1997-06-10 | Procede de fabrication d'acier dans un four electrique avec enfournement de fonte liquide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL330956A1 PL330956A1 (en) | 1999-06-21 |
| PL185211B1 true PL185211B1 (pl) | 2003-04-30 |
Family
ID=19731612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL97330956A PL185211B1 (pl) | 1996-07-03 | 1998-12-16 | Sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym przy załadowywaniu roztopioną surówką |
Country Status (27)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6238452B1 (pl) |
| EP (1) | EP0909334B1 (pl) |
| JP (1) | JP2001516397A (pl) |
| CN (1) | CN1069700C (pl) |
| AR (1) | AR013587A1 (pl) |
| AT (1) | ATE193332T1 (pl) |
| AU (1) | AU713175B2 (pl) |
| BR (1) | BR9710996A (pl) |
| CA (1) | CA2259522A1 (pl) |
| CZ (1) | CZ288467B6 (pl) |
| DE (1) | DE69702134T2 (pl) |
| EA (1) | EA001340B1 (pl) |
| ES (1) | ES2146472T3 (pl) |
| GE (1) | GEP20022842B (pl) |
| GR (1) | GR3033674T3 (pl) |
| ID (1) | ID17569A (pl) |
| LU (1) | LU88785A1 (pl) |
| MY (1) | MY126318A (pl) |
| NO (1) | NO990027D0 (pl) |
| NZ (1) | NZ333307A (pl) |
| PL (1) | PL185211B1 (pl) |
| PT (1) | PT909334E (pl) |
| TR (1) | TR199802334T2 (pl) |
| TW (1) | TW345596B (pl) |
| UA (1) | UA47487C2 (pl) |
| WO (1) | WO1998001588A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA975512B (pl) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT410333B (de) * | 2000-10-10 | 2003-03-25 | Josef Martin Gmbh & Co Kg | Anordnung zum auswechselbaren befestigen eines anbauteiles, z.b. einer baggerschaufel, an einem baggerausleger oder einem fahrzeug |
| US6693947B1 (en) | 2002-09-25 | 2004-02-17 | D. L. Schroeder & Associates | Method to protect the anode bottoms in batch DC electric arc furnace steel production |
| DE102004040494C5 (de) * | 2004-08-20 | 2012-10-11 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens |
| EP2800823B1 (en) * | 2012-01-03 | 2015-03-18 | ABB Research Ltd. | A method for melting steel |
| CN104328243B (zh) * | 2014-11-07 | 2016-02-17 | 达力普石油专用管有限公司 | 适量配碳大用电量控制用氧电弧炉炼钢法 |
| CN112410505B (zh) * | 2020-09-30 | 2022-06-14 | 盐城市联鑫钢铁有限公司 | 一种电炉高效低成本冶炼工艺 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2325597A1 (de) * | 1973-05-19 | 1974-12-05 | Rheinstahl Ag | Verfahren zur erzeugung von fluessigem stahl aus einem sonderroheisen |
| FR2347443A1 (fr) * | 1976-04-07 | 1977-11-04 | Creusot Loire | Procede d'elaboration d'aciers au four a arcs, avec chargement continu |
| AT384669B (de) | 1986-03-17 | 1987-12-28 | Voest Alpine Ag | Anlage zur herstellung von stahl aus schrott |
| ATA121393A (de) * | 1993-06-21 | 1998-07-15 | Voest Alpine Ind Anlagen | Konverter und verfahren zur herstellung von stahl |
| DE4434369C2 (de) * | 1994-09-15 | 1997-08-07 | Mannesmann Ag | Verfahren und Vorrichtung zum metallurgischen Behandeln von Eisen |
| AT404841B (de) * | 1995-04-10 | 1999-03-25 | Voest Alpine Ind Anlagen | Anlage und verfahren zum herstellen von eisenschmelzen |
-
1996
- 1996-07-03 LU LU88785A patent/LU88785A1/fr unknown
-
1997
- 1997-06-10 CZ CZ19984359A patent/CZ288467B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-06-10 US US09/202,756 patent/US6238452B1/en not_active Ceased
- 1997-06-10 ES ES97927162T patent/ES2146472T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-10 BR BR9710996-7A patent/BR9710996A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-06-10 AU AU31746/97A patent/AU713175B2/en not_active Ceased
- 1997-06-10 CN CN97195995A patent/CN1069700C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-10 CA CA002259522A patent/CA2259522A1/fr not_active Abandoned
- 1997-06-10 AT AT97927162T patent/ATE193332T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-06-10 DE DE69702134T patent/DE69702134T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-10 GE GEAP19974598A patent/GEP20022842B/en unknown
- 1997-06-10 PT PT97927162T patent/PT909334E/pt unknown
- 1997-06-10 US US09/968,830 patent/USRE37897E1/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-10 JP JP50469698A patent/JP2001516397A/ja active Pending
- 1997-06-10 EA EA199900064A patent/EA001340B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-06-10 EP EP97927162A patent/EP0909334B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-10 TR TR1998/02334T patent/TR199802334T2/xx unknown
- 1997-06-10 NZ NZ333307A patent/NZ333307A/xx unknown
- 1997-06-10 WO PCT/EP1997/003005 patent/WO1998001588A1/fr not_active Ceased
- 1997-06-11 TW TW086108042A patent/TW345596B/zh active
- 1997-06-13 MY MYPI97002655A patent/MY126318A/en unknown
- 1997-06-20 ZA ZA9705512A patent/ZA975512B/xx unknown
- 1997-06-25 AR ARP970102780A patent/AR013587A1/es unknown
- 1997-07-02 ID IDP972304A patent/ID17569A/id unknown
- 1997-10-06 UA UA99020624A patent/UA47487C2/uk unknown
-
1998
- 1998-12-16 PL PL97330956A patent/PL185211B1/pl not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-01-04 NO NO990027A patent/NO990027D0/no not_active Application Discontinuation
-
2000
- 2000-06-14 GR GR20000401361T patent/GR3033674T3/el not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1069700C (zh) | 2001-08-15 |
| CN1223694A (zh) | 1999-07-21 |
| LU88785A1 (fr) | 1998-01-03 |
| EP0909334B1 (fr) | 2000-05-24 |
| ID17569A (id) | 1998-01-08 |
| MY126318A (en) | 2006-09-29 |
| EA199900064A1 (ru) | 1999-06-24 |
| CZ435998A3 (cs) | 1999-09-15 |
| TW345596B (en) | 1998-11-21 |
| UA47487C2 (uk) | 2002-07-15 |
| CZ288467B6 (en) | 2001-06-13 |
| NO990027L (no) | 1999-01-04 |
| PT909334E (pt) | 2000-10-31 |
| BR9710996A (pt) | 2000-03-14 |
| ATE193332T1 (de) | 2000-06-15 |
| JP2001516397A (ja) | 2001-09-25 |
| USRE37897E1 (en) | 2002-11-05 |
| AR013587A1 (es) | 2001-01-10 |
| EP0909334A1 (fr) | 1999-04-21 |
| ES2146472T3 (es) | 2000-08-01 |
| TR199802334T2 (xx) | 1999-02-22 |
| CA2259522A1 (fr) | 1998-01-15 |
| PL330956A1 (en) | 1999-06-21 |
| AU3174697A (en) | 1998-02-02 |
| ZA975512B (en) | 1998-01-30 |
| NO990027D0 (no) | 1999-01-04 |
| WO1998001588A1 (fr) | 1998-01-15 |
| EA001340B1 (ru) | 2001-02-26 |
| US6238452B1 (en) | 2001-05-29 |
| DE69702134T2 (de) | 2000-11-09 |
| GEP20022842B (en) | 2002-11-25 |
| GR3033674T3 (en) | 2000-10-31 |
| NZ333307A (en) | 1999-11-29 |
| AU713175B2 (en) | 1999-11-25 |
| DE69702134D1 (de) | 2000-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6238453B1 (en) | Producing stainless steels in parallel operated vessels | |
| US4362556A (en) | Arc furnace steelmaking involving oxygen blowing | |
| EP0384397A1 (en) | Method for manufacturing molten metal containing Ni and Cr | |
| KR101152676B1 (ko) | Ａｏｄ 전로에서 ａｉｓｉ 4ｘｘ 등급 페라이트강의스테인리스강 제조 방법 | |
| PL185211B1 (pl) | Sposób wytwarzania stali w piecu elektrycznym przy załadowywaniu roztopioną surówką | |
| KR100819126B1 (ko) | 스테인리스 강, 특히 크롬 및 크롬/니켈을 함유한 고급강의 제조 방법 | |
| US6068676A (en) | Method and apparatus for producing high chromium content steels and/ or ferroalloys in an electric arc converter | |
| US3323907A (en) | Production of chromium steels | |
| RU2051180C1 (ru) | Способ получения стали в жидкой ванне | |
| US4052197A (en) | Process for making steel from pig iron | |
| JP2023093078A (ja) | 電気炉における原料溶解方法 | |
| US4944799A (en) | Method of producing stainless molten steel by smelting reduction | |
| KR20040091715A (ko) | 스테인리스강, 특히 크롬 함유 또는 크롬 니켈 함유특수강의 제조 방법 및 장치 | |
| RU2103379C1 (ru) | Способ получения низкоуглеродистых сталей | |
| JP7803467B1 (ja) | 溶鉄の精錬方法 | |
| RU2828810C1 (ru) | Установка для получения сырой стали на основе чернового расплава | |
| KR100462808B1 (ko) | 용융선철을장입하여전기로에서강을제조하는방법 | |
| US4066442A (en) | Method of making chrome steel in an electric arc furnace | |
| JP2004018915A (ja) | 溶融金属の精錬方法 | |
| Precondition | Ouality and economic advantages of | |
| JP3804143B2 (ja) | 取鍋攪拌時の雰囲気制御方法 | |
| JP2964855B2 (ja) | 溶鉄からの脱銅・脱錫法 | |
| JP2023093077A (ja) | 電気炉における吸窒防止方法 | |
| JPH03115516A (ja) | 転炉型冶金炉による連続精錬方法 | |
| JPH07224318A (ja) | 溶鋼の脱硫方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20060610 |