RU2041961C1

RU2041961C1 - Method for steel making

Info

Publication number: RU2041961C1
Application number: RU94010733A
Authority: RU
Inventors: М.А. Спиртус; А.П. Пухов; А.С. Белкин; М.А. Цейтлин; С.Г. Мурат; А.Г. Ситнов; А.А. Мазун
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью компания "Металл"
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: method for steel making includes charging of scrap, slag forming materials, metal concentrate for metallurgical conversion, oxidized pellets into electric arc furnace, their melting, metal deoxidation, metal refining and tappling melt from furnace. Metal concentrate with fraction of 10- 250 mm is charged into furnace in form of mechanical mixture with oxidized pellets with their ratio to total mass of charge of (0.04-0.4):(0.02-0.15):1.0, respectively, for scrap in the amount of 0.1-0.4 per ton of melt. Metal concentrate for metallurgical conversion of fraction of 10-250 mm has the following chemical composition, mas. iron 71.0-90.1; carbon 2.0-4.7; manganese 0.3-1.2; silicon 0.4-3.6; calcium oxide 2.1-10.5; magnesium oxide 0.3-1.5; ferrous oxide 0.25-5.1; manganese oxide 0.01-0.4; silicon dioxide 1.9-9.5; alumina 0.2-3.6; phosphorus 0.11-0.3; sulfur 0.1-0.4; graphite 0.4-5.9; phosphorus pentoxide 0.4-0.8. Made in electric arc furnace is intermediate product, and refining and oxidation are effected in furnace-ladle unit. EFFECT: reduced consumption of steel scrap and mass percentage of nonferrous metal impurities in steel. 3 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к способам выплавки стали в дуговых электропечах с использованием металлического концентрата и железорудных окатышей. The invention relates to ferrous metallurgy, and specifically to methods of steel smelting in electric arc furnaces using metal concentrate and iron ore pellets.

Известен способ выплавки стали на офлюсованных железорудных материалах, заключающийся в том, что на железорудные материалы сверху заваливают железную руду затем железный лом и заливают чугун (авт. св. N 359275, кл. С 21 С 5/52, 1972). A known method of steelmaking on fluxed iron ore materials is that iron ore is piled on top of iron ore then iron scrap and cast iron is poured (ed. St. N 359275, class C 21 C 5/52, 1972).

Недостатком данного способа является наличие вредных примесей в выплавляемых сталях. The disadvantage of this method is the presence of harmful impurities in smelted steels.

Известен способ выплавки стали, при котором в электропечь после завалки стального лома загружают известь в количестве 10-20 кг на тонну лома. Известь загружают между ломом и стенами печи в трех точках напротив электродов. Вначале расплавляют непрерывно загружаемые железорудные окатыши в количестве 1-10 кг на тонну металлизованных окатышей, а затем проплавляют металлизованные окатыши, известь и окисленные окатыши в соотношении 100:(6-12):(0,05-5). A known method of steelmaking, in which lime is loaded in an amount of 10-20 kg per ton of scrap into an electric furnace after filling steel scrap. Lime is loaded between the scrap and the walls of the furnace at three points opposite the electrodes. First, continuously loaded iron ore pellets are melted in an amount of 1-10 kg per ton of metallized pellets, and then metallized pellets, lime and oxidized pellets are melted in a ratio of 100: (6-12) :( 0.05-5).

Применение металлизованных окатышей при выплавке низколегированных марок стали резко удорожает способ их выплавки. The use of metallized pellets in the smelting of low alloy steel grades sharply increases the cost of their smelting.

Техническая задача изобретения замена дорогостоящего металлолома продуктами обогащения отходов металлургического производства и окисленных окатышей, уменьшение массовой доли примесей цветных металлов (Сu, Ni, Cr, Mo) в готовой стали за счет чистоты предлагаемых шихтовых материалов. The technical task of the invention is the replacement of expensive scrap metal by the enrichment products of metallurgical waste and oxidized pellets, reducing the mass fraction of non-ferrous metal impurities (Cu, Ni, Cr, Mo) in the finished steel due to the purity of the proposed charge materials.

Это достигается тем, что в способе производства стали, включающем завалку металлолома, шлакообразующих, металлического концентрата для металлургического передела, окисленных окатышей в дуговую печь, их расплавление, раскисление металла, доводку и выпуск его из печи, металлический концентрат фракции 10-250 мм заваливают в печь в виде механической смеси с окисленными окатышами при их соотношении к общей массе металлошихты (0,04-0,4):(0,02-0,15): 1,0 соответственно на металлолом в количестве (0,1-0,4) т на тонну расплава. This is achieved by the fact that in a method for the production of steel, including the filling of scrap metal, slag-forming materials, metal concentrate for metallurgical processing, oxidized pellets in an arc furnace, their melting, deoxidation of the metal, refinement and release of it from the furnace, a metal concentrate of a fraction of 10-250 mm is heaped up a furnace in the form of a mechanical mixture with oxidized pellets at their ratio to the total mass of the metal charge (0.04-0.4) :( 0.02-0.15): 1.0, respectively, for scrap metal in an amount of (0.1-0, 4) tons per ton of melt.

Металлический концентрат для металлургического передела фракции 10-250 мм имеет следующий химический состав, мас. Железо 71,0-90,1 Углерод 2,0-4,7 Марганец 0,3-1,2 Кремний 0,4-3,6 Окись кальция 2,1-10,5 Окись магния 0,3-1,5 Закись железа 0,25-5,1 Окись марганца 0,01-0,4 Кремнезем 1,9-9,5 Глинозем 0,2-3,6 Фосфор 0,11-0,3 Сера 0,1-0,4 Графит 0,4-5,9 Пятиокись фосфора 0,4-0,8
В электропечи выплавляют полупродукт, а доводку и раскисление осуществляют в агрегате типа печь-ковш.The metal concentrate for the metallurgical redistribution of the fraction of 10-250 mm has the following chemical composition, wt. Iron 71.0-90.1 Carbon 2.0-4.7 Manganese 0.3-1.2 Silicon 0.4-3.6 Calcium oxide 2.1-10.5 Magnesium oxide 0.3-1.5 Iron oxide 0.25-5.1 Manganese oxide 0.01-0.4 Silica 1.9-9.5 Alumina 0.2-3.6 Phosphorus 0.11-0.3 Sulfur 0.1-0.4 Graphite 0.4-5.9 Phosphorus pentoxide 0.4-0.8
The semi-product is smelted in an electric furnace, and refinement and deoxidation are carried out in a ladle-furnace type unit.

Загрузка на металлолом и проплавление в печи металлического концентрата и окисленных окатышей в указанном соотношении обеспечивает поддержание на протяжении всего периода плавления пенистых шлаков, экранирующих электрические дуги от прямого излучения на футеровку печи, хорошего массообмена в ванне, а также позволяет совместить процесс расплавления с окислительным периодом плавки. The loading of metal concentrate and oxidized pellets in the specified ratio for scrap metal and melting in the furnace ensures the maintenance throughout the entire melting period of foamy slag that shields electric arcs from direct radiation to the furnace lining, good mass transfer in the bath, and also allows the melting process to be combined with the oxidation period of the melting .

Металлический концентрат является железосодержащим шихтовым материалом с повышенным содержанием железа, которое в большей части металлическое. Получают металлический концентрат известными методами из отвальных отходов металлургического производства: добыча, отбор, дробление, очистка, просеивание, классификация, магнитная сепарация или обогащение. A metal concentrate is an iron-containing charge material with a high iron content, which is mostly metallic. A metal concentrate is obtained by known methods from waste metallurgical waste: mining, selection, crushing, refining, sieving, classification, magnetic separation or enrichment.

Металлический концентрат фракции 10-250 мм является оптимальным по гранулометрическому составу при его применении в металлургических переделах и обеспечивает условия равномерного распределения концентрата в объеме металлозавалок. A metal concentrate of a fraction of 10-250 mm is optimal in terms of particle size distribution when used in metallurgical processes and provides conditions for a uniform distribution of concentrate in the volume of metal mills.

Состав фракции 10-250 мм подтвержден также экспериментальными плавками. The composition of the fraction of 10-250 mm was also confirmed by experimental swimming trunks.

Использование в завалке механической смеси металлического концентрата с окисленными окатышами менее 0,1 т на тонну расплава и при соотношении соответственно к общей массе металлошихты менее 0,04:0,02:1,0 не обеспечивает поддержание на протяжении всей плавки пенистых шлаков, что ухудшает условия окислительного рафинирования от фосфора, уменьшение массовой доли примесей цветных металлов (Cu, Ni, Cr) составит не более 5%
Использование в завалке механической смеси металлического концентрата с окисленными окатышами более 0,4 т на тонну расплава и при соотношении к общей массе металлошихты более 0,4:0,15:1,0 вызывает увеличение количества шлака, перерасход извести и электроэнергии на плавку, снижение производительности печи.The use of a metal concentrate with oxidized pellets of less than 0.1 tons per ton of melt in the filling of the mechanical mixture and with a ratio, respectively, to the total weight of the metal charge of less than 0.04: 0.02: 1.0, does not ensure the maintenance of foamy slags throughout the melting process, which worsens conditions of oxidative refining from phosphorus, a decrease in the mass fraction of non-ferrous metal impurities (Cu, Ni, Cr) will be no more than 5%
The use of a metal concentrate with oxidized pellets of more than 0.4 tons per ton of melt in the filling of the mechanical mixture and with a ratio to the total metal charge of more than 0.4: 0.15: 1.0 causes an increase in the amount of slag, waste of lime and electricity for melting, and a decrease furnace performance.

Применение в металлозавалке смеси металлического концентрата и окисленных окатышей уменьшает массовую долю примесей цветных металлов (Cu, Ni, Cr, Mo) в готовой стали за счет чистоты предлагаемых материалов в шихте. The use of a mixture of metal concentrate and oxidized pellets in a metal mill reduces the mass fraction of non-ferrous metal impurities (Cu, Ni, Cr, Mo) in the finished steel due to the purity of the proposed materials in the charge.

П р и м е р 1. В дуговой 10-тонной печи выплавляют сталь марки У8А. Шихта состоит из 8 т стального лома, 3 т металлического концентрата и 1 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1: 0,25-0,08. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,33 т на тонну расплава. PRI me R 1. In an arc 10-ton furnace smelted steel grade U8A. The mixture consists of 8 tons of steel scrap, 3 tons of metal concentrate and 1 tons of oxidized pellets, while the ratio is 1: 0.25-0.08, respectively. The mechanical mixture of metal concentrate and oxidized pellets is 0.33 tons per ton of melt.

На подину загружают 180 кг извести, 4 т стального лома и 4 т металлического концентрата и окисленных окатышей с помощью загрузочной корзины, открывающейся снизу. 180 kg of lime, 4 tons of steel scrap and 4 tons of metal concentrate and oxidized pellets are loaded onto the bottom using a loading basket that opens from the bottom.

После включения печи и частичного расплавления исходной завалки подваливают 180 кг извести и 4 т стального лома. В конце плавления для достижения заданного содержания углерода и необходимой температуры металла ванну продувают кислородом с помощью фурмы через рабочее окно печи. После удаления остатков печного окисленного шлака, раскисления и рафинирования металла плавку выпускают в ковш. After turning on the furnace and partial melting of the initial filling, 180 kg of lime and 4 tons of steel scrap are heaped. At the end of melting, in order to achieve a given carbon content and the required metal temperature, the bath is purged with oxygen using a tuyere through the working window of the furnace. After removing the residual furnace oxidized slag, deoxidation and refining of the metal, the smelting is released into the ladle.

Предлагаемый способ позволяет снизить в завалке стального лома на 33% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 25%
П р и м е р 2. В дуговой 10-тонной печи выплавляют сталь 45. Шихта состоит из 8,6 т стального лома, 2,6 т металлического концентрата и 0,8 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1:0,22-0,07. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,28 т на тонну расплава.The proposed method allows to reduce in the filling of steel scrap by 33%, to reduce the mass fraction of non-ferrous metal impurities to 25%
PRI me R 2. In a 10-ton arc furnace smelted steel 45. The mixture consists of 8.6 tons of steel scrap, 2.6 tons of metal concentrate and 0.8 tons of oxidized pellets, the ratio, respectively, is 1: 0 , 22-0.07. The mechanical mixture of metal concentrate and oxidized pellets is 0.28 tons per ton of melt.

Плавку ведут также, как и в примере 1, но на подину загружают 150 кг извести, 4 т стального лома и 3,4 т смеси МК и окисленных окатышей. В подвалку используется 150 кг извести и 4,6 т стального лома. Melting is carried out as in example 1, but 150 kg of lime, 4 tons of steel scrap and 3.4 tons of a mixture of MK and oxidized pellets are loaded onto the bottom. 150 kg of lime and 4.6 tons of steel scrap are used in the basement.

Предлагаемый способ позволяет снизить дефицит стального лома на 28% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 20%
П р и м е р 3. В дуговой 100-тонной печи выплавляют сталь 10. Шихта состоит из 100 т стального лома, 20 т металлического концентрата и 5 т окисленных окатышей, при этом соотношение соответственно составляет 1:0,16:0,04. Механическая смесь металлического концентрата и окисленных окатышей составляет 0,2 т на тонну расплава.The proposed method allows to reduce the deficit of steel scrap by 28% to reduce the mass fraction of non-ferrous metal impurities up to 20%
PRI me R 3. In an arc 100-ton furnace, steel 10 is melted. The mixture consists of 100 tons of steel scrap, 20 tons of metal concentrate and 5 tons of oxidized pellets, the ratio, respectively, is 1: 0.16: 0.04 . The mechanical mixture of metal concentrate and oxidized pellets is 0.2 tons per ton of melt.

Плавку ведут также, как и в примере 1, но с помощью загрузочной корзины, открывающейся снизу, в печь загружают 40 т стального лома и 25 т смеси металлического концентрата и окисленных окатышей. Melting is carried out as in example 1, but with the help of a loading basket, which opens from the bottom, 40 tons of steel scrap and 25 tons of a mixture of metal concentrate and oxidized pellets are loaded into the furnace.

В подвалку используется 4,5 т извести и 60 т стального лома, причем флюсующие загружаются на дно второй корзины. Плавка выпускается в ковш с отсечкой печного окисленного шлака. Доводку и раскисление осуществляют в агрегате типа печь-ковш. 4.5 tons of lime and 60 tons of steel scrap are used in the basement, and fluxing agents are loaded onto the bottom of the second basket. The melting is produced in a ladle with a cut-off of furnace oxidized slag. Finishing and deoxidation is carried out in a unit such as a ladle furnace.

Предлагаемый способ позволяет снизить дефицит стального лома на 20% уменьшить массовые доли примесей цветных металлов до 16% The proposed method allows to reduce the deficit of steel scrap by 20% to reduce the mass fraction of non-ferrous metal impurities to 16%

Claims

1. METHOD OF PRODUCING STEEL, including the filling of scrap metal, slag-forming materials, metal concentrate for metallurgical processing, oxidized pellets in an arc furnace, their melting, deoxidation of metal, finishing and discharge of it from the furnace, characterized in that the metal concentrate of the fraction of 10 250 mm is poured into the furnace in the form of a mechanical mixture with oxidized pellets at a ratio of 0.04 0.4 0.02 - 0.15 1.0, respectively, to scrap metal in an amount of 0.1 0.4 tons per 1 ton of melt.

2. The method according to p. 1, characterized in that the metal concentrate for metallurgical processing of fraction 10 250 mm has the following chemical composition, wt.

Iron 70.0 90.1
Carbon 2.0 4.7
Manganese 0.3 1.2
Silicon 0.4 3.6
Calcium oxide 2.1 10.5
Magnesium Oxide 0.3 1.5
Iron oxide 0.25 5.1
Manganese oxide 0.01 0.4
Silica 1.9 9.5
Alumina 0.2 3.6
Phosphorus 0.11 0.3
Sulfur 0.1 0.4
Graphite 0.4 5.9
Phosphorus pentoxide 0.4 0.8
3. The method according to p. 1, characterized in that the intermediate product is smelted in an electric furnace, and deoxidation and refinement is carried out in a ladle-furnace type unit.