RU2040550C1

RU2040550C1 - Method of melting steel in open-hearth furnace

Info

Publication number: RU2040550C1
Application number: RU93003856A
Authority: RU
Inventors: М.А. Спиртус; А.П. Пухов; А.С. Белкин; М.А. Цейтлин; И.В. Татьянин; С.Г. Мурат; А.Г. Ситнов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью - компания "Металл"; Совместное советско-германское предприятие "ТТМ-Омегамет"
Priority date: 1993-01-26
Filing date: 1993-01-26
Publication date: 1995-07-25

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method of melting steel in an open-hearth furnace, mainly by a scrap process, comprises steps of charging scrap and high-carbon ferrous material in quantity, providing a carbon content in the liquid metal after melting a bath more, than its averaged mass portion of a ready steel by 0.35-0.8% introducing slag-forming agents, heating, melting, finishing up and discharging the metal; using as the high-carbon ferrous material a charge material, containing high-carbon ferriferous alloy with a mineral component and graphite, being introduced in quantity, consisting 10-40% of the charge mass in dependance upon a predetermined increased content of mass portion of carbon in the melt. The high-carbon ferriferous alloy includes a mineral component, graphite and high-carbon ferrigerous component at following content of ingredients, mass mineral component (7.0-15.0); graphite (0.2-3.5); high-carbon ferriferous component the balance. Using of the high-carbon ferriferous alloy with the mineral component and graphite in the metal charge allows to remove completely conversion pig iron, to provide carbon content in the liquid metal after melting the bath more, than its averaged value in the ready steel by 0.35-0.8% and to lower consumption of oxidizing agents. EFFECT: enhanced quality of steel. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к мартеновскому производству стали. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to open-hearth steel production.

Известен способ выплавки стали в сталеплавильной печи, включающий завалку шлакообразующих, стального скрапа, состоящего из легковесного и тяжеловесной частей, заливку чугуна, последующее плавление, доводку и выпуск. Перед завалкой тяжеловесной части стального скрапа на легковесную укладывают ковшевые отходы производства чугуна в количестве 1,2-2,2% от массы садки, при этом ковшевые отходы производства чугуна содержат, мас. Кремний 0,5-2,4 Марганец 0,4-1,7 Углерод 3,8-5,1 Сера 0,02-0,05 Фосфор 0,05-0,1 Ковшевые составляющие 2,0-6,0 Железо Остальное [1]
Недостатком способа является тот факт, что при повышении расхода ковшевых отходов выше 2,2% от массы садки приводит к заметному повышению содержания фосфора в металле, а интенсивность процесса плавления и шлакообразования растет недостаточно для компенсации этого явления.A known method of steelmaking in a steel furnace, including the filling of slag-forming, steel scrap, consisting of lightweight and heavy parts, cast iron casting, subsequent melting, lapping and exhaust. Before filling the heavy part of the steel scrap onto the lightweight, the waste material of pig iron production is laid in the amount of 1.2-2.2% of the weight of the charge, while the waste product of pig iron production contains, wt. Silicon 0.5-2.4 Manganese 0.4-1.7 Carbon 3.8-5.1 Sulfur 0.02-0.05 Phosphorus 0.05-0.1 Bucket components 2.0-6.0 Iron The rest [1]
The disadvantage of this method is the fact that with an increase in the consumption of bucket waste above 2.2% of the weight of the charge, it leads to a noticeable increase in the phosphorus content in the metal, and the intensity of the melting and slag formation does not grow enough to compensate for this phenomenon.

Известен способ выплавки стали в основных мартеновских печах скрап-процессом на твердой завалке. На плавку устанавливается следующий состав шихтовых материалов и порядок завалки: чистая стальная стружка, мелкий стальной лом 30-35 т; коксовая мелочь (карбонизатор) 2-4 мульды; пакеты 60-70 т; известняк 20-24 т; металлолом 50-60 т; чугун передельный (50%) 50-60 т; металлолом 95-70 т; чугун передельный (50%) 65-50 т. A known method of steelmaking in the main open-hearth furnaces by the scrap process on solid filling. The following composition of charge materials and the filling procedure are established for melting: clean steel shavings, small steel scrap 30-35 t; coke breeze (carbonizer) 2-4 tins; packages of 60-70 t; limestone 20-24 tons; scrap metal of 50-60 tons; pig iron (50%) 50-60 tons; scrap metal 95-70 t; Converted Cast Iron (50%) 65-50 t.

Итого: 350±5 т. Total: 350 ± 5 t.

Расход коксовой мелочи (карбонизатора) устанавливается в зависимости от расхода чугуна передельного в завалку:
расход расход коксовой
чугуна 120 т мелочи 2 мульды
-"- 100 т -"- 4 мульды
-"- 80 т -"- 6 мульд
Расход чугуна и углеродсодержащих материалов (коксовая мелочь, отходы электродного производства, уголь, антрацит) должен обеспечить содержание углерода в жидком металле по расплавлении ванны выше среднезаданной массовой доли его в готовой стали не менее, чем на 0,35% [2]
Недостатком данного способа является низкое усвоение углерода при указанной выше шихтовке. Коксовая мелочь, электродный бой, антрацит плохо науглероживают металл вследствие низкой пористости и высокой упорядоченности атмосферных решеток в их структуре, что приводит к перерасходу передельного чугуна. К тому же указанные карбюризаторы изготавливаются из дефицитных и дорогостоящих материалов.The consumption of coke breeze (carbonizer) is set depending on the consumption of pig iron in the filling:
coke consumption
cast iron 120 t little things 2 tins
- "- 100 t -" - 4 molds
- "- 80 t -" - 6 muld
The consumption of cast iron and carbon-containing materials (coke breeze, electrode wastes, coal, anthracite) should ensure the carbon content in the liquid metal by melting the bath above the average mass fraction of it in the finished steel is not less than 0.35% [2]
The disadvantage of this method is the low absorption of carbon in the above blending. Coke breeze, electrode bout, anthracite poorly carburize metal due to low porosity and high ordering of atmospheric gratings in their structure, which leads to overuse of pig iron. In addition, these carburetors are made from scarce and expensive materials.

Цель изобретения экономия твердого чугуна и окислителей. The purpose of the invention is the saving of solid cast iron and oxidizing agents.

Цель обеспечивается тем, что в качестве высокоуглеродистого железосодержащего материала используют шихтовый материал, содержащий высокоуглеродистый железистый сплав с минеральной составляющей и графитом, который вводят в количестве 10-40% от массы шихты в зависимости от заданного превышения содержания массовой доли углерода в расплаве. Высокоуглеродистый железистый сплав содержит минеральную составляющую, графит и высокоуглеродистую железистую составляющую при следующем содержании компонентов, мас. Минеральная составляющая 7,0-15,0 Графит 0,2-3,5 Высокоугле- родистая железистая составляющая Остальное Указанный выше сплав получают после соответствующей обработки шлаковых отвалов, в которых находятся отходы доменного производства, при этом высокоуглеродистая составляющая имеет следующий химический состав, мас. Углерод 2,200-5,000 Марганец 0,200-1,200 Кремний 0,500-3,000 Фосфор 0,040-0,140 Сера 0,008-0,070 Железо Остальное, а минеральная составляющая имеет следующий химический состав, мас. CaO 40-43 SiO₂ 38-42 MgO 7-9 Al₂O₃ 8-11 MnO 0,1-0,4 FeO 0,23-0,3 S 0,7-1,3
Высокоуглеродистый железистый сплав с минеральной составляющей и графитом вводят в металлошихту в количестве 10-40% которое определено экспериментально. К тому же введение высокоуглеродистого железистого сплава менее 10% приводит к замедлению темпов плавления шихты и шлакообразования, к снижению экономии твердого чугуна, а также снижает содержание углерода в расплаве.The purpose is ensured by the fact that, as a high-carbon iron-containing material, a charge material containing a high-carbon ferrous alloy with a mineral component and graphite is used, which is introduced in an amount of 10-40% by weight of the charge, depending on a predetermined excess of the mass fraction of carbon in the melt. High-carbon glandular alloy contains a mineral component, graphite and high-carbon glandular component in the following components, wt. Mineral component 7.0-15.0 Graphite 0.2-3.5 High-carbonaceous iron component Else The above alloy is obtained after appropriate treatment of slag dumps containing blast furnace wastes, while the high-carbon component has the following chemical composition, wt . Carbon 2,200-5,000 Manganese 0,200-1,200 Silicon 0,500-3,000 Phosphorus 0,040-0,140 Sulfur 0,008-0,070 Iron The rest, and the mineral component has the following chemical composition, wt. CaO 40-43 SiO ₂ 38-42 MgO 7-9 Al ₂ O ₃ 8-11 MnO 0.1-0.4 FeO 0.23-0.3 S 0.7-1.3
High-carbon ferrous alloy with a mineral component and graphite is introduced into the metal charge in an amount of 10-40%, which is determined experimentally. In addition, the introduction of a high-carbon ferrous alloy of less than 10% leads to a decrease in the rate of melting of the charge and slag formation, to a decrease in the saving of solid cast iron, and also reduces the carbon content in the melt.

Повышение расхода высокоуглеродистого железистого сплава выше 40% металлошихты приводит к разъеданию, в разной степени, набивки задней стенки и шлакового пояса из-за крайне низкой основности 1,2-1,6. При этих условиях увеличивается расход магнезита. An increase in the consumption of a high-carbonaceous ferrous alloy above 40% of the metal charge leads to the erosion, to varying degrees, of the packing of the back wall and slag belt due to the extremely low basicity of 1.2-1.6. Under these conditions, the consumption of magnesite increases.

К тому же высокоуглеродистый железистый сплав с минеральной составляющей и графитом, находясь сверху легковесной части стального скрапа, в процессе прогрева твердой завалки плавится в первую очередь. Высокоуглеродистая железосодержащая составляющая сплава, расплавляясь, попадает на легковесный стальной скрап и передает ему дополнительное тепло и, науглероживая, снижает температуру плавления. In addition, a high-carbon ferrous alloy with a mineral component and graphite, being on top of the lightweight part of steel scrap, melts first during the heating of solid filling. The high-carbon iron-containing component of the alloy, when melted, falls on a lightweight steel scrap and transfers additional heat to it and, by carburizing, lowers the melting temperature.

Были проведены опытные плавки с применением в металлошихте высокоуглеродистого железистого сплава с минеральной составляющей при выплавке различных марок сталей. Experimental melts were carried out using a high-carbonaceous ferrous alloy with a mineral component in the metal charge in the smelting of various steel grades.

П р и м е р. Выплавку стали по предлагаемому способу осуществляли в 350 т мартеновской печи (выплавляемая марка стали Ст 3сп по ГОСТ 380-88). PRI me R. Steel smelting according to the proposed method was carried out in 350 tons of an open-hearth furnace (smelted steel grade St 3sp in accordance with GOST 380-88).

Были проведены опытные плавки с применением в металошихте высокоуглеродистого железистого сплава вместо передельного чугуна. Experimental melts were carried out using a high-carbon ferrous alloy in the metal charge instead of pig iron.

Состав шихтовых материалов и порядок завалки: обрезь, мелкий металлолом 30 т; коксовая мелочь 1 мульда; пакеты 60 т; известняк 20 т; пакеты 50 т; высокоуглеродистый железистый сплав 70 т; металлолом 70 т; чугун передельный 50 т Итого: 350 т. The composition of the charge materials and the filling procedure: trimmings, small scrap 30 tons; coke breeze 1 tin; packages of 60 tons; limestone 20 t; packages of 50 tons; high-carbon ferrous alloy 70 t; scrap metal 70 t; pig iron 50 t Total: 350 t

Расход высокоуглеродистого железистого сплава варьировался в пределах 10-40% от общей массы шихты (завалки). The consumption of high-carbon ferrous alloy varied within 10-40% of the total mass of the charge (filling).

После завалки начинали прогрев шихты, ее расплавление, скачивание шлака и доводку металла до заданного состава и температуры согласно действующей технологической инструкции. Результаты плавок по известной и предлагаемой технологии приведены в таблице. After filling, heating of the charge, its melting, downloading of slag and finishing of the metal to a predetermined composition and temperature according to the current technological instruction began. The results of swimming trunks according to the known and proposed technology are shown in the table.

В качестве окислителя применяли коксовую мелочь. Coke breeze was used as an oxidizing agent.

По расплавлении содержание углерода было достаточным и для проведения полировки не было необходимости производить науглероживание ванны путем вдувания углеродсодержащих материалов. By melting, the carbon content was sufficient and for polishing there was no need to carburize the bath by blowing carbon-containing materials.

Использование в металлошихте высокоуглеродистого железистого сплава с минеральной составляющей и графитом позволяет экономить твердый передельный чугун до 50% и окислители до 75% при этом обеспечить содержание углерода по расплавлении ванны выше среднезаданного в готовой стали на 0,35-0,8% The use of a high-carbonaceous ferrous alloy with a mineral component and graphite in a metal charge allows to save solid pig iron up to 50% and oxidizing agents up to 75% while ensuring a carbon content by melting the bath above the average value in the finished steel by 0.35-0.8%

Claims

1. METHOD OF STEEL Smelting in the open hearth furnace mainly by the scrap process, including the filling of scrap and high-carbon iron-containing material in an amount that provides the carbon content in the liquid metal by melting the bath above the average set mass fraction of it in the finished steel by 0.35 0.8%; input of slag-forming , heating, melting, lapping and metal discharge, characterized in that as a high-carbon iron-containing material, a charge material containing a high-carbon ferrous alloy with min tral component and graphite, which is administered in an amount of 10 to 40% by weight of the charge depending on the content exceeding a predetermined mass fraction of carbon in the melt.

2. The method according to claim 1, characterized in that the high-carbon ferrous alloy contains a mineral component, graphite and a high-carbon ferrous component in the following components, wt.

Mineral component 7.0 15.0
Graphite 0.2 3.5
High carbon glandular component