RU2075513C1

RU2075513C1 - Method of steel melting in oxygen steel-making converters

Info

Publication number: RU2075513C1
Application number: RU94030509/02A
Authority: RU
Inventors: Г.А. Дорофеев; С.З. Афонин; Е.Х. Шахпазов; бов В.В. Р; В.В. Рябов; А.Г. Ситнов; А.Г. Зубарев
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Интермет-Сервис и К"
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1997-03-20
Also published as: RU94030509A; TR199501049A2

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy, particular, oxygen-converter process. SUBSTANCE: method of steel melting in oxygen steel-making converters includes charging of solid charge, pouring of liquid cast iron, subsequent blowing of the bath with oxygen, introduction of slag-forming and solid oxidizers. Solid charge is used in form of semifinished product for metallurgical processing consisting of iron-carbon alloy and oxide material, and scrap metal in ratio of (0.1-3.0): 1.0. Semifinished product is loaded in the amount of 25-300 kg per ton of liquid cast iron. Semifinished product for metallurgical processing contains oxide material poured-on with iron-carbon alloys in ratio of 1:(1.0-9.9), respectively. Total quantity of oxygen in oxide material equalling the required quantity for full oxidation of components of iron-carbon melt. EFFECT: reduced quantity of nonferrous metals by 10-50% and consumption of scrap metal by 10-40%. 2 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конверторному производству. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to oxygen-converter production.

Известен способ выплавки стали в кислородных конверторах, включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом в течение всего окислительного рафинирования. К его недостаткам относится повышенный угар железа во втором периоде плавки, когда концентрация углерода в металле становится ниже 0,2% (авт.св. СССР N 679629, C 21 C 5/28, 1975). A known method of steelmaking in oxygen converters, including the loading of scrap, pouring cast iron, purging the bath with oxygen during the entire oxidative refining. Its disadvantages include increased iron loss in the second melting period, when the carbon concentration in the metal becomes lower than 0.2% (ed. St. USSR N 679629, C 21 C 5/28, 1975).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения стали в конверторах (авт.св. СССР N 437807, C 21 C 5/28, 1975, прототип), включающий загрузку скрапа, заливку чугуна, продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих материалов, присадку после снижения содержания углерода в ванне до 0,14% металлизованных окатышей в качестве охладителей-окислителей по ходу всего второго периода продувки в количестве 4-10% от веса чугуна. Ввод металлизованных окатышей улучшает качество металла, ускоряет процесс и увеличивает выход годного. Однако относительно малое содержание кислорода в металлизованных окатышах, обусловленное расходованием его на окисление углерода, входящего в состав окатышей, уменьшает количество вводимого кислорода, что не позволяет существенно сократить количество вдуваемого газообразного кислорода. Большая часть этого кислорода расходуется на повышение концентрации оксидов железа в шлаке, что усиливает угар железа и снижает стойкость футеровки. Кроме того, металлизованные окатыши имеют плотность в два раза меньше плотности жидкого расплава. Это не позволяет окатышам проникнуть вглубь металлической ванны, и они располагаются на границе шлак-металл, снижая тем самым эффективность охлаждающего действия. The closest in technical essence and the achieved results is a method of producing steel in converters (ed. St. USSR N 437807, C 21 C 5/28, 1975, prototype), including loading scrap, pouring cast iron, purging the bath with oxygen, introducing slag-forming materials, an additive after reducing the carbon content in the bath to 0.14% of metallized pellets as oxidizing coolers during the entire second purge period in an amount of 4-10% by weight of cast iron. The introduction of metallized pellets improves the quality of the metal, speeds up the process and increases the yield. However, the relatively low oxygen content in metallized pellets, due to its spending on the oxidation of carbon, which is part of the pellets, reduces the amount of oxygen introduced, which does not significantly reduce the amount of injected gaseous oxygen. Most of this oxygen is spent on increasing the concentration of iron oxides in the slag, which increases the loss of iron and reduces the durability of the lining. In addition, metallized pellets have a density half that of a liquid melt. This does not allow the pellets to penetrate deep into the metal bath, and they are located at the slag-metal interface, thereby reducing the cooling effect.

Вследствие этого металлизованные окатыши не в состоянии обеспечить задачу ввода кислорода в ванну в требуемых количествах и ее охлаждения. As a result, metallized pellets are not able to provide the task of introducing oxygen into the bath in the required amounts and cooling it.

Технической задачей предлагаемого изобретения является эффективное охлаждение ванны, сокращение расхода металлолома и снижение содержания примесей цветных металлов. The technical task of the invention is the effective cooling of the bath, reducing the consumption of scrap metal and reducing the content of impurities of non-ferrous metals.

Технический результат достигается тем, что в известном способе выплавки стали в кислородных конверторах, включающем загрузку твердой шихты, заливку жидкого чугуна, последующую продувку ванны кислородом, ввод шлакообразующих и твердых окислителей, в качестве твердой шихты используют полуфабрикат для металлургического передела, состоящий из железоуглеродистого сплава и оксидного материала, и металлический лом в соотношении (0,1-3,0):1, при этом полуфабрикат загружают в количестве (25-300) кг на тонну жидкого чугуна. Полуфабрикат для металлургического передела содержит оксидный материал, залитый железоуглеродистым сплавом в соотношении 1:(1,0-9,9)) соответственно. При этом суммарное количество кислорода в оксидном материале равно его необходимому количеству для полного окисления компонентов железоуглеродистого расплава. The technical result is achieved by the fact that in the known method of steelmaking in oxygen converters, including loading a solid charge, pouring molten iron, then purging the bath with oxygen, introducing slag-forming and solid oxidizing agents, a semi-finished product for metallurgical processing, consisting of an iron-carbon alloy and oxide material and scrap metal in the ratio (0.1-3.0): 1, while the semi-finished product is loaded in an amount of (25-300) kg per ton of molten iron. The semi-finished product for the metallurgical redistribution contains an oxide material filled with an iron-carbon alloy in a ratio of 1: (1.0-9.9)), respectively. In this case, the total amount of oxygen in the oxide material is equal to its required amount for the complete oxidation of the components of the iron-carbon melt.

Приведенные соотношения в твердой шихте полуфабриката и металлолома, а также данные составы полуфабриката и его расход на тонну жидкого чугуна в граничных значениях объясняются следующим образом. The above ratios in the solid charge of the semi-finished product and scrap metal, as well as these compositions of the semi-finished product and its consumption per ton of molten iron in boundary values are explained as follows.

Содержание полуфабриката в составе твердой шихты менее 10% нецелесообразно, т. к. это усложняет процесс подготовки и загрузки твердой шихты в конвертор и к тому же эффект применения полуфабриката практически не наблюдается. The content of the semi-finished product in the composition of the solid charge of less than 10% is impractical, since this complicates the process of preparing and loading the solid charge into the converter, and the effect of using the semi-finished product is practically not observed.

Если соотношение полуфабриката к металлолому выше соотношения 3:1, то эффективность его использования в качестве охладителя снижается и при продувке шихты кислородом происходит перегрев металла до окончания процесса продувки. If the ratio of semi-finished product to scrap metal is higher than the ratio 3: 1, then the efficiency of its use as a cooler decreases and when the charge is purged with oxygen, the metal overheats until the end of the purge process.

Применение полуфабриката в пределах 25-300 кг на тонну жидкого чугуна обеспечивают стабильное ведение плавки в конверторе с активным шлаком необходимой консистенции и основности, обеспечивающих высокую дефосфорацию и оптимальную десульфурацию. Указанные выше пределы получены экспериментальным путем. The use of a semi-finished product in the range of 25-300 kg per tonne of molten iron ensures stable melting in a converter with active slag of the required consistency and basicity, ensuring high dephosphorization and optimal desulfurization. The above limits are obtained experimentally.

При соотношении оксидного материала к железоуглеродистому сплаву в полуфабрикате более 1: 1 нежелательно, т. к. при этом имеет место повышенный расход оксидного материала, что усложняет процесс получения полуфабриката, а также удлиняет время продувки ванны в конверторе. When the ratio of the oxide material to the iron-carbon alloy in the semi-finished product is more than 1: 1 is undesirable, because there is an increased consumption of oxide material, which complicates the process of obtaining the semi-finished product, and also lengthens the time for purging the bath in the converter.

При соотношении оксидного материала к железоуглеродистому сплаву в полуфабрикате менее 1:9,9 происходит активное кипение ванны, что может привести к выбросам шлака. When the ratio of the oxide material to the iron-carbon alloy in the semi-finished product is less than 1: 9.9, the bath boils actively, which can lead to slag emissions.

В настоящее время дефицит металлолома приводит к большим простоям сталеплавильных агрегатов. At present, the shortage of scrap metal leads to large downtime of steelmaking units.

Применение полуфабриката в шихте вместо металлолома позволит резко снизить убытки предприятий и позволит улучшить качество готового металла за счет сокращения вредных примесей, которыми загрязнен металлолом. The use of the semi-finished product in the charge instead of scrap metal will dramatically reduce the losses of enterprises and will improve the quality of the finished metal by reducing the harmful impurities that are contaminated with scrap metal.

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

В металлических емкостях для загрузки в конвертор подготовили металлолом, полуфабрикат, состоящий из 20% окатышей и 80% железоуглеродистого сплава (чугуна). In metal containers, scrap was prepared for loading into the converter, a semi-finished product consisting of 20% of pellets and 80% of iron-carbon alloy (cast iron).

Твердая шихта для 160 т конвертора состояла из 25 т металлолома и 12 т полуфабриката, жидкого чугуна заливали в конвертор 135 и. Расход шлакообразующих был в таких же составных, как и при работе с применением в качестве твердой шихты только металлолома: извести 12 т. плавикового шпата 0,2 т. рудных окатышей 0,8 т. Продувка плавки производилась по обычной технологии в соответствии с технологической конструкцией. Плавка протекала спокойно, никаких отклонений по шлаковому тепловому режимам и необходимому химическому составу не наблюдалось. Выплавляли углеродистую сталь марки Ст 20. После окончания продувки вводили в жидкую ванну раскислители, металл выпускали в ковш, который передавали на машину непрерывной разливки металла. The solid charge for 160 tons of the converter consisted of 25 tons of scrap metal and 12 tons of semi-finished product, liquid iron was poured into the converter 135 and. The slag-forming consumption was in the same constituents as when working using only scrap metal as a solid charge: lime 12 tons of fluorspar 0.2 tons of ore pellets 0.8 tons. Melting was purged using conventional technology in accordance with the technological design . The melting proceeded calmly; no deviations in slag thermal conditions and the necessary chemical composition were observed. Carbon steel of the grade 20 was smelted. After purging was completed, deoxidants were introduced into the liquid bath, the metal was discharged into the ladle, which was transferred to a continuous metal casting machine.

Выход жидкого металла был на уровне обычных плавок, полученных при использовании в металлошихте только металлолома, и составлял на указанной выше плавке 87,4%
Опытно-промышленные плавки с использованием полуфабриката взамен металлолома в качестве охладителя показали эффективность замены, обеспечивая при этом необходимый шлаковый и тепловой режим ведения плавки, снижение содержания меди на 25% никеля на 29% по сравнению с плавками, проведенными с использованием в качестве твердой шихты только металлолома.The yield of liquid metal was at the level of conventional melts obtained using only scrap metal in a metal charge and amounted to 87.4% on the above melting
Pilot melts using a semi-finished product instead of scrap metal as a cooler showed replacement efficiency, while providing the necessary slag and heat conditions for melting, a 25% reduction in copper content of nickel by 29% compared to melts using only solid charge scrap metal.

Использование полуфабриката в качестве охладителя позволяет сократить расход дефицитного металлолома при производстве стали в конверторах. The use of semi-finished products as a cooler reduces the consumption of scarce scrap metal in the production of steel in converters.

Claims

1. The method of steelmaking in oxygen converters, including loading a solid charge, pouring molten iron, subsequent purging of the bath with oxygen, introducing slag-forming and solid oxidizing agents, characterized in that a semi-finished product for metallurgical processing consisting of an iron-carbon alloy and an oxide material is used as a solid charge and scrap metal in a ratio of 0.1 to 3.0: 1, while the semi-finished product is loaded in an amount of 25,300 kg per 1 ton of molten iron.

2. The method according to claim 1, characterized in that the semi-finished product for the metallurgical redistribution contains oxide material filled with an iron-carbon alloy in a ratio of 1: 1.0 to 9.9, respectively, while the total amount of oxygen in the oxide material is equal to its required amount for complete oxidation components of iron-carbon melt.