RU2092572C1 - Steel production method and line - Google Patents
Steel production method and line Download PDFInfo
- Publication number
- RU2092572C1 RU2092572C1 RU94036055A RU94036055A RU2092572C1 RU 2092572 C1 RU2092572 C1 RU 2092572C1 RU 94036055 A RU94036055 A RU 94036055A RU 94036055 A RU94036055 A RU 94036055A RU 2092572 C1 RU2092572 C1 RU 2092572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- furnace
- oxidized
- steel
- charge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам шихт для производства стали, и предназначено, в частности, для выплавки стали в электропечах. The invention relates to ferrous metallurgy, and specifically to compositions of blends for the production of steel, and is intended, in particular, for the smelting of steel in electric furnaces.
Известен способ получения частично восстановленного железосодержащего окисленного материала и последующую его подачу в шихту электродуговой печи (процесс "Стратеджик Юди" прототип, см. Развитие безкоксовой металлургии. Под ред. Н.А.Тулина, К.Майера. М. Металлургия, 1987, с.43-45), при котором восстановление руды (по крайней мере частичное) проводят во вращающейся или дуговой печи, затем горячий продукт перерабатывают в электропечи в металл. Вращающаяся печь не имела подвода воздуха через корпус, следовательно, был предусмотрен только один подвод тепла со стороны выгрузки из печи. Предварительно восстановленный материал вместе с прокаленным углем загружали через футерованную течку (воронку) в дуговую печь, где происходило окончательное восстановление металла и его плавление. Для управления балансом углерода был предусмотрен дополнительный подвод угля через отверстия в корпусе печи (с помощью черпаков). Это делалось для того, чтобы в электропечь поступал только прокаленный углеродсодержащий материал. There is a method of obtaining partially reduced iron-containing oxidized material and its subsequent supply to the charge of an electric arc furnace (the “Strategic Udi” process is a prototype, see Development of coke-free metallurgy. Edited by N. A. Tulin, K. Mayer. M. Metallurgy, 1987, p. .43-45), in which ore reduction (at least partial) is carried out in a rotary or arc furnace, then the hot product is processed in an electric furnace into metal. The rotary kiln did not have air inlet through the housing; therefore, only one heat supply was provided from the discharge side of the furnace. Pre-reduced material together with calcined coal was loaded through a lined estrus (funnel) into an arc furnace, where the final reduction of the metal and its melting took place. To control the carbon balance, an additional supply of coal was provided through openings in the furnace body (using scoops). This was done so that only calcined carbon-containing material entered the electric furnace.
Важнейшими проблемами, не разрешенными в процессе испытания способа "Стратеджик Юди", явились подвод тепла в зону реакции восстановления железа углеродом из оксидного расплава в начале процесса и подвод оксидов железа в зону реакции при его завершении. Реакция (FeO) + Cтв (или ICI) Feж + COгаз является сильно эндотермической, что приводит к охлаждению расплава. Кусочки восстановителя, отягченные корольками восстановленного железа (или капли восстановленного науглероженного железа), все глубже погружаются в оксидный расплав, охлаждая и вспенивая его вокруг себя реакционным монооксидом углерода. Этот процесс, бурный при уверенной подаче восстановителя, становится неуправляемым при его избытке, так как, погружаясь до нижних слоев, он превращает в пену весь находящийся в ванне оксидный расплав. Пена фонтанами бьет из электродных отверстий и загрузочных устройств, электрические дуги, поднимаясь вместе с пеной, горят под сводом, вызывая ток, близкий к короткому замыканию, плавка прекращается по воле оператора или в результате автоматического отключения. Подача восстановителя, исключающая катастрофическое вспенивание, обеспечивала восстановление до 0,22 т/ч железа на 1 м2 поверхности руднофлюсового расплава. Снижение удельной производительности было особенно заметно при достижении содержания оксидного железа в шлаке < 15% В это время возникала вторая проблема - замедление процесса восстановления из-за уменьшения поверхности контакта и концентрации реагентов: интенсивность кипения шлаковой ванны снижалась, а вязкость шлака возрастала. Таким образом, промышленное применение данного способа не было успешным.The most important problems that were not resolved during the testing of the “Strategic Udi” method were the supply of heat to the reaction zone of iron reduction by carbon from the oxide melt at the beginning of the process and the supply of iron oxides to the reaction zone at its completion. The reaction (FeO) + Ctv (or ICI) Fe g + CO gas is highly endothermic, which leads to cooling of the melt. Pieces of the reducing agent, weighed down by the kings of reduced iron (or drops of reduced carbonized iron), are immersed deeper into the oxide melt, cooling and foaming it around itself with carbon monoxide. This process, turbulent with a confident supply of a reducing agent, becomes uncontrollable with its excess, since, plunging to the lower layers, it turns into foam the entire oxide melt in the bath. Foam beats from electrode holes and loading devices, electric arcs, rising with the foam, burn under the arch, causing a current close to a short circuit, melting stops at the will of the operator or as a result of automatic shutdown. The supply of a reducing agent, which excludes catastrophic foaming, ensured the reduction of up to 0.22 t / h of iron per 1 m 2 of the surface of the ore-flux melt. The decrease in specific productivity was especially noticeable when the content of oxide of iron in the slag was <15%. At this time, a second problem arose - a slowdown in the recovery process due to a decrease in the contact surface and concentration of reagents: the boiling intensity of the slag bath decreased, and the slag viscosity increased. Thus, the industrial application of this method was not successful.
В настоящее время в решении задачи значительного улучшения качества и сортамента стали и проката, поставленной перед черной металлургией, большое значение приобретает металлургия железа, методами которой на базе чистых железорудных материалов можно получать чистую по примесям первородную шихту. Currently, in solving the problem of a significant improvement in the quality and range of steel and rolled products set before the ferrous metallurgy, iron metallurgy is of great importance, by which methods based on pure iron ore materials it is possible to obtain a pure primary mixture of impurities.
В настоящее время особое значение приобретает применение чистых шихтовых материалов для выплавки высококачественных сталей (жаропрочные, конструкционные легированные и углеродистые, электротехнические, подшипниковые, металлокорд, стали для судостроения). At present, the use of pure charge materials for the smelting of high-quality steels (heat-resistant, structural alloyed and carbon, electrical, bearing, steel cord, steel for shipbuilding) is of particular importance.
Техническая задача получение шихтовой заготовки высокого качества, применение которой при выплавке сталей позволяет уменьшить количество вредных примесей. The technical problem is to obtain a high-quality charge stock, the use of which in the smelting of steel can reduce the amount of harmful impurities.
Технический результат достигается тем, что в способе производства стали, включающем получение частично восстановленного железосодержащего окисленного материала, последующую его подачу в шихту электродуговой печи, подачу флюса и восстановителя, плавление шихты, окончательное восстановление материала и рафинирование расплава, выпуск и разливку стали, частично восстановленный железосодержащий окисленный материал получают в виде конгломерата из окисленного железосодержащего материала и железоуглеродистого сплава. С общей степенью начальной металлизации 50-95% при этом в электродуговую печь его подают в количестве 5-100% от железосодержащей части шихты. The technical result is achieved by the fact that in the method of steel production, which includes obtaining partially reduced iron-containing oxidized material, its subsequent supply to the charge of an electric arc furnace, supply of flux and a reducing agent, melting of the charge, final recovery of the material and refining of the melt, steel production and casting, partially reduced iron-containing the oxidized material is obtained in the form of a conglomerate of oxidized iron-containing material and an iron-carbon alloy. With a total degree of initial metallization of 50-95%, it is fed into the electric arc furnace in an amount of 5-100% of the iron-containing part of the charge.
В качестве окисленного железосодержащего материала используют окисленные окатыши, железную руду, агломерат, железорудный концентрат, окалину. Oxidized pellets, iron ore, sinter, iron ore concentrate, and scale are used as oxidized iron-containing material.
В качестве железоуглеродистого сплава используют чугун или сталь. As an iron-carbon alloy, cast iron or steel is used.
Частично восстановленный железосодержащий окисленный материал получают путем заливки твердого окисленного железосодержащего материала железоуглеродистым расплавом с последующим образованием конгломерата при кристаллизации. Partially reduced iron-containing oxidized material is obtained by pouring solid oxidized iron-containing material with an iron-carbon melt, followed by the formation of conglomerate during crystallization.
В качестве железоуглеродистого расплава с содержанием в нем углерода 0,2-0,45% используют передельный чугун (см. табл.1) или сталь. As iron-carbon melt with a carbon content of 0.2-0.45% in it, pig iron is used (see Table 1) or steel.
В качестве твердого окисленного железосодержащего материала используют окисленные офлюсованные или неофлюсованные железорудные материалы: окатыши, окалину, сырые руды и их отходы, агломерат, фрагментированные металлические отходы, окисленный металлический лом типа стружки и др. Oxidized fluxed or non-fluxed iron ore materials are used as solid oxidized iron-containing material: pellets, scale, raw ores and their wastes, sinter, fragmented metal wastes, oxidized metal scrap such as shavings, etc.
Например, в качестве твердого окисленного железосодержащего материала используют обожженные железорудные окатыши из концентратов КМА. For example, fired iron ore pellets from KMA concentrates are used as solid oxidized iron-containing material.
Физико-химические характеристики железорудной составляющей приведены в табл.2. Physico-chemical characteristics of the iron ore component are given in table.2.
Частично восстановленный железосодержащий окисленный материал получают в виде чушек. Чушки представляют собой гомогенный конгломерат углеродсодержащей основы и оксидов железа с максимальными размерами 550х260х120 мм (минимальными размерами 180х180х80 мм) и массой 50 10 кг, наиболее распространенной формой является усеченная пирамида с размерами оснований 180х200 мм и 60х70 м и высотой 80-130 мм. Partially reduced iron-containing oxidized material is obtained in the form of ingots. Ingots are a homogeneous conglomerate of a carbon-containing base and iron oxides with a maximum size of 550x260x120 mm (minimum dimensions of 180x180x80 mm) and a mass of 50 10 kg, the most common form is a truncated pyramid with a base size of 180x200 mm and 60x70 m and a height of 80-130 mm.
Свойства суперкома:
Кажущаяся плотность 4,8-6,9 г/см3
Насыпная масса 3,0-4,8 т/м3
Теплопроводность 40-60 Вт/м•К
Удельное электросопротивление - (3,3-4,8)•106Ом•мм2/м
Удельная поверхность чушек 8-15 м2/т
Температура плавления 1200-1250oC
Частично восстановленный железосодержащий оксидный материал не содержит взрывоопасных предметов, посторонних примесей органического и минерального происхождения.Supercom Properties:
The apparent density of 4.8-6.9 g / cm 3
Bulk weight 3.0-4.8 t / m 3
Thermal conductivity 40-60 W / m • K
Electrical resistivity - (3.3-4.8) • 10 6 Ohms • mm 2 / m
The specific surface of ingots is 8-15 m 2 / t
Melting point 1200-1250 o C
Partially reduced iron-containing oxide material does not contain explosive objects, or impurities of organic and mineral origin.
Наиболее широкое распространение получил состав, состоящий из 80% железоуглеродистого сплава и 20% оксидов железа. Химический состав железоуглеродистого сплава (передельного чугуна), оксида железа (обожженных железорудных окатышей) и расчетный состав частично восстановленного железосодержащего оксидного материала приведен в табл.3. The most widely used composition is composed of 80% iron-carbon alloy and 20% iron oxides. The chemical composition of the iron-carbon alloy (pig iron), iron oxide (calcined iron ore pellets) and the calculated composition of the partially reduced iron-containing oxide material are given in Table 3.
Содержание цветных и примесных элементов в суперкоме гарантируется в пределах, указанных в табл.4. The content of color and impurity elements in the supercom is guaranteed within the limits indicated in Table 4.
Постоянство материала по его составу, размеру и весу гарантировано и отвечает техническим требованиям сталелитейных заводов. Это обеспечивает возможность автоматизации процесса производства частично восстановленного железосодержащего оксидного материала. The constancy of the material in its composition, size and weight is guaranteed and meets the technical requirements of steel mills. This makes it possible to automate the production of partially reduced iron oxide material.
Частично восстановленный железосодержащий оксидный материал получают с общей степенью начальной металлизации 50-95%
При исходной начальной степени металлизации менее 50% относительная доля оксидов железа в материале получается излишне большой, а доля железоуглеродистого сплава малой. Процесс восстановления оксидов в этом случае протекает не до конца, поскольку количества углерода, содержащегося в железоуглеродистом сплаве, становится недостаточно для полного восстановления оксидов железа, избыток которых переходит в шлак. При этом возрастает содержание оксидов железа в шлаке и количество шлака, а также имеет место мягкое расплавление, вызывающее необходимость проведения дополнительной операции науглероживание ванны. Это приводит к увеличению длительности плавки и расходу электроэнергии, а также снижению стойкости футеровки и возрастанию удельного расхода огнеупоров.Partially reduced iron-containing oxide material is obtained with a total initial metallization of 50-95%
With an initial initial metallization degree of less than 50%, the relative fraction of iron oxides in the material is excessively large, and the proportion of the iron-carbon alloy is small. The reduction process of oxides in this case does not proceed to the end, since the amount of carbon contained in the iron-carbon alloy becomes insufficient for the complete reduction of iron oxides, the excess of which goes into slag. This increases the content of iron oxides in the slag and the amount of slag, and there is also a soft melting, which necessitates an additional operation of carburizing the bath. This leads to an increase in the duration of smelting and energy consumption, as well as a decrease in the lining resistance and an increase in the specific consumption of refractories.
При начальной степени металлизации более 95% относительная доля оксидов железа в материале получается малой, а доля железоуглеродистого сплава излишне большой. При этом оксиды железа полностью восстанавливаются углеродом, в результате чего отсутствует их переход в шлак и как следствие этого шлак содержит мало оксидов железа. Это затрудняет растворение извести в шлаке. Формирование шлака резко ухудшает рафинирующие свойства шлака в отношении удаления фосфора и серы. Кроме того, из-за недостатка кислорода на окисление углерода концентрация углерода в металле по расплавлению ванны оказывается повышенной. Вместе взятые эти факторы вызывают увеличение длительности окислительного периода и плавки в целом, а также увеличение энергозатрат. Исходная (начальная) степень металлизации в пределах 50-95% обеспечивает получение заданной концентрации углерода по расплавлению ванны, возможность ее регулирования в широких пределах от 0,3 до 1,3% а также позволяет обеспечить необходимую степень дефосфорации и десульфурации металла благодаря формированию шлака оптимального состава при его минимальном количестве в печи. Вследствие этого продолжительность электроплавки и расход электроэнергии получаются минимальными. With an initial degree of metallization of more than 95%, the relative fraction of iron oxides in the material is small, and the proportion of iron-carbon alloy is excessively large. In this case, iron oxides are completely reduced by carbon, as a result of which there is no transition to slag and, as a result, the slag contains few iron oxides. This makes it difficult to dissolve lime in the slag. The formation of slag dramatically affects the refining properties of the slag in relation to the removal of phosphorus and sulfur. In addition, due to the lack of oxygen for carbon oxidation, the concentration of carbon in the metal by melting the bath is increased. Taken together, these factors cause an increase in the duration of the oxidation period and smelting in general, as well as an increase in energy consumption. The initial (initial) degree of metallization in the range of 50-95% provides the desired carbon concentration by melting the bath, the possibility of its regulation in a wide range from 0.3 to 1.3% and also allows to provide the necessary degree of metal dephosphorization and desulfurization due to the formation of optimal slag composition with its minimum amount in the furnace. As a result of this, the duration of electric smelting and energy consumption are minimal.
В дуговую электропечь частично восстановленный железосодержащий оксидный материал подают в количестве 5-100% от железосодержащей части твердой шихты. Partially reduced iron-containing oxide material is fed into the electric arc furnace in an amount of 5-100% of the iron-containing part of the solid charge.
Доля шихтовой заготовки в завалке в пределах 5-100% соответствует получению широкого сортамента сталей с наилучшими технико-экономическими показателями при обеспечении требуемой чистоты стали по примесям цветных металлов и ее качества. The share of the charge billet in the filling in the range of 5-100% corresponds to the production of a wide range of steels with the best technical and economic indicators while ensuring the required purity of steel based on non-ferrous metal impurities and its quality.
При количестве шихтовой заготовки в завалке менее 5% не обеспечивается основное условие ее применения чистота по примесям и сокращение продолжительности плавки и расхода электроэнергии, не достигается также требуемая степень удаления фосфора. Кроме этого, окисление углерода расплава кислородом оксидов, имеющихся в исходном материале, недостаточно для вспенивания шлака и закрытия им электрических дуг, что увеличивает затраты. Недостаточное выделение монооксида и относительно слабое перемешивание им ванны не позволяют ускорить заметно ее нагрев и улучшить рафинирование от газов и включений. Поэтому качество стали ухудшается, а длительность плавки и расход энергии увеличиваются. When the amount of the charge stock in the filling is less than 5%, the main condition for its use is not ensured by the purity of impurities and a reduction in the duration of smelting and energy consumption, the required degree of phosphorus removal is not achieved either. In addition, the oxidation of the carbon of the melt by the oxygen of the oxides present in the starting material is insufficient for foaming the slag and closing electric arcs with it, which increases costs. Insufficient allocation of monoxide and relatively weak mixing of the bath by it does not allow to accelerate significantly its heating and improve refining from gases and inclusions. Therefore, the quality of the steel is deteriorating, and the melting time and energy consumption are increasing.
При количестве шихтовой заготовки в завалке 100% достигается гарантированное и минимально возможное содержание примесей цветных металлов в готовом металле, что улучшит механические и эксплуатационные свойства изделий, изготовленных из этого металла. Способ выплавки стали на 100% такой шихте целесообразен для получения высокопрочных конструкционных сталей, сталей для автолиста, кордовых сталей и других марок, к которым предъявляются повышенные требования в отношении чистоты. При этом некоторое ухудшение показателей электроплавки компенсируется повышенным качеством металла и сокращением брака. With the amount of the charge stock in the filling of 100%, a guaranteed and minimum possible content of non-ferrous metal impurities in the finished metal is achieved, which will improve the mechanical and operational properties of products made from this metal. The method of steelmaking for 100% of such a mixture is expedient for obtaining high-strength structural steels, steels for an autolayer, cord steel and other grades, which are subject to increased requirements for cleanliness. At the same time, a slight deterioration in the performance of electric melting is compensated by the increased quality of the metal and the reduction of marriage.
В качестве наиболее близкого аналога линии для осуществления предложенного выше способа производства стали принята схема применяемого оборудования, о которой имеются сведения при описании процесса "Стратеджик Юди" (см. рис. 1.22 на с.44 "Развитие бескоксовой металлургии". Под ред.Н.А.Тулина. К.Майера. М. Металлургия, 1987), которая включает бункер подачи шихтовых материалов, вибрационный грохот, дробилку, ленточный конвейер с расходным бункером, расходные бункера руды, добавок и угля, вращающуюся печь, систему дозирования шихты в электропечь, электропечь. As the closest analogue of the line for the implementation of the steel production method proposed above, the scheme of the equipment used is adopted, which is described in the description of the “Strategic Udi” process (see Fig. 1.22 on p.44 “Development of non-coke metallurgy”. Ed. N. A. Tulina, K. Mayer, M. Metallurgy, 1987), which includes a feed hopper for feed materials, a vibrating screen, a crusher, a conveyor belt with a feed hopper, feed hoppers for ore, additives and coal, a rotary kiln, and a charge metering system for an electric furnace, ele tropech.
Предложенная линия для производства стали отличается от известной тем, что установка для получения частично восстановленного железосодержащего окисленного материала содержит литейную конвейерную машину, связанную системой трубопроводов с расположенными над ней расходными бункерами для окисленного железосодержащего материала, и печь получения железоуглеродистого сплава, при этом печь связана с конвейерной машиной посредством транспортных коммуникаций. The proposed steel production line differs from the known one in that the installation for the production of partially reduced iron-containing oxidized material comprises a casting conveyor machine connected by a piping system with supply hoppers for oxidized iron-containing material located above it and an iron-carbon alloy production furnace, the furnace being connected to a conveyor machine through transport communications.
В качестве печи или получения железоуглеродистого сплава линия содержит доменную печь, или индукционную печь, или электродуговую печь, или печь ПЖВ. As a furnace or to obtain an iron-carbon alloy, the line contains a blast furnace, or an induction furnace, or an electric arc furnace, or a ПЖВ furnace.
В качестве транспортных коммуникаций, связывающих литейную конвейерную машину и печь для получения железоуглеродистого сплава, линия содержит систему желобов. As transport communications linking the foundry conveyor machine and the furnace for producing an iron-carbon alloy, the line contains a gutter system.
В качестве транспортных коммуникаций, связывающих литейную конвейерную машину и печь для получения железоуглеродистого сплава, линия содержит систему подачи жидких расплавов железнодорожным транспортом. As transport communications linking the foundry conveyor machine and the furnace for producing an iron-carbon alloy, the line contains a system for supplying liquid melts by rail.
Для практического осуществления способа получения частично восстановленного железосодержащего окисленного материала в промышленных масштабах на современном уровне техники необходимо высокопроизводительное, простое, надежное, недорогое и безопасное в эксплуатации оборудование, исключающее или сводящее до минимума ручной труд. For the practical implementation of the method for producing partially reduced iron-containing oxidized material on an industrial scale, modern equipment requires high-performance, simple, reliable, inexpensive and safe to operate equipment that eliminates or minimizes manual labor.
В основном этим требованиям отвечает оборудование, применяемое в существующих доменных цехах металлургических предприятий для разливки чугуна в чушки на разливочных машинах. Такой подход позволяет исключить дополнительные капзатраты на создание оборудования. Basically, these requirements are met by equipment used in existing blast furnaces of metallurgical enterprises for casting iron into ingots on casting machines. This approach eliminates the additional capex for the creation of equipment.
Разливочные машины чугуна с их вспомогательным оборудованием имеют высокую производительность, надежны и относительно дешевы в эксплуатации, неприхотливы, просты и безопасны при обслуживании. Форма и размеры чушек чугуна сформировались в течение длительного времени передела холодного чугуна на сталь и отвечают требованиям сталеплавильного производства. Cast iron filling machines with their auxiliary equipment have high productivity, are reliable and relatively cheap to operate, are unpretentious, simple and safe to maintain. The shape and dimensions of cast iron ingots have been formed over a long time period of the conversion of cold cast iron to steel and meet the requirements of steelmaking.
В разливочном отделении размещены: кантовальное устройство, при помощи которого чугун из ковша сливается через желоб в мульды конвейеров, кран-балка для механизации вспомогательных работ, железнодорожные пути для подачи ковшей с чугуном с наливной стороны и уборки полученных чушек с разгрузочной стороны машины, маневровое устройство для подтягивания ж/д платформы с чушками из частично восстановленного железосодержащего окисленного материала. The casting compartment contains: a canting device, with which cast iron from the ladle is drained through the trough into the conveyor molds, a crane-beam for mechanizing auxiliary work, railway tracks for feeding ladles with cast iron from the loading side and cleaning the ingots from the unloading side of the machine, shunting device for pulling up a railway platform with ingots of partially reduced iron-containing oxidized material.
Для загрузки окатышей в мульды машина дооборудуется установкой для дозированной загрузки окатышей из транспортных средств (ж/д вагон или автомобиль) в расходные бункера. To load the pellets into the molds, the machine is equipped with a unit for dosed loading the pellets from vehicles (railway wagon or car) into consumables.
Одним из вариантов может быть система подачи окатышей пневмотранспортом. Предварительно подсушенные до влажности 2% обожженные железорудные окатыши фракцией 5-25 мм подают железнодорожным или автомобильным транспортом к разливочной машине. Далее грейферным краном окатыши засыпаются в приемный бункер, откуда пневмотранспортом перекачиваются по трубопроводу в бункер-распределитель. В качестве транспортного агента используется осушенный воздух с давлением 4-6 ат и расходом 6-8 м3/кг окатышей.One option would be a pellet feed system using pneumatic conveying. Pre-dried to a moisture content of 2% calcined iron ore pellets with a fraction of 5-25 mm are fed by rail or road to a filling machine. Then, with a grab crane, the pellets are poured into the receiving hopper, from where they are pumped by pneumatic transport through the pipeline to the distribution hopper. Dried air with a pressure of 4-6 atm and a flow rate of 6-8 m 3 / kg of pellets is used as a transport agent.
Заполненные окатышами мульды приводом конвейера подаются под сливной носок желоба, по которому из чугуновозного ковша подается чугун. Pellets filled with pellets with a conveyor drive are fed under the drain toe of the gutter, through which pig iron is fed from an iron bucket.
Ковш с чугуном подают тепловозом к наливной стороне машины и кантуют с помощью кантовальной лебедки. Из ковша чугун поступает в ванну наклонного желоба, сливной носок которого имеет Т-образную форму (один из вариантов), обеспечивающую заполнение чугуном мульд с окатышами. A ladle with cast iron is fed by a diesel locomotive to the bulk side of the machine and turned over with a tilting winch. From the ladle, the pig iron enters the bathtub of the inclined trough, the drain sock of which has a T-shape (one of the options), which ensures the filling of cast iron with pellets by cast iron.
Частичное восстановленный железосодержащий окисленный материал является заменителем амортизационного лома, металлизованных окатышей и чугуна при выплавке стали в различных агрегатах и может использоваться в электроплавке в количестве до 100% от массы металлошихты. Partially reduced iron-containing oxidized material is a substitute for depreciation scrap, metallized pellets and cast iron for steelmaking in various units and can be used in electric melting in an amount of up to 100% by weight of the metal charge.
При доле его в шихте до 20-30% он применяется в качестве заменителя лома, прежде всего тяжеловесного обрези слябов, слитков и непрерывной литой заготовки. Наряду с ролью заменителя лома выполняет функцию разбавителя жидкой ванны и снижения концентрации меди и других примесей цветных металлов. При выплавке высокоуглеродистых сталей может использоваться как заменитель чугуна как без изменения его расхода, так и с увеличением его расхода. With a share in the charge of up to 20-30%, it is used as a substitute for scrap, especially heavy weight trimmings of slabs, ingots and continuous cast billets. Along with the role of a scrap substitute, it serves as a diluent for a liquid bath and reduces the concentration of copper and other non-ferrous metal impurities. In the smelting of high-carbon steels, it can be used as a substitute for cast iron both without changing its flow rate, and with an increase in its flow rate.
В случае использования в шихте в количестве 30-60% выполняет роль первородной шихты, заменяя собой металлизованные окатыши, брикеты горячего прессования и другие виды предварительно восстановленного железа, а также лом. При таком количестве полученный жидкий расплав имеет минимальную концентрацию примесей цветных металлов и по чистоте аналогичен металлу, выплавленному из металлизованного сырья. В таких количествах его предпочтительно использовать при выплавке конструкционных сталей ответственного назначения. If used in the mixture in an amount of 30-60%, it plays the role of the original charge, replacing metallized pellets, hot-pressed briquettes and other types of pre-reduced iron, as well as scrap. With such an amount, the obtained liquid melt has a minimum concentration of non-ferrous metal impurities and is similar in purity to metal smelted from metallized raw materials. In such quantities, it is preferable to use it in the smelting of structural steels for critical purposes.
Завалка частично восстановленного железосодержащего окисленного материала в электропечь при количестве его в шихте до 20-30% может осуществляться в один прием, а при большом количестве в два приема в завалку и подвалку. Filling partially reduced iron-containing oxidized material into an electric furnace with an amount of it in a charge of up to 20-30% can be carried out in one step, and with a large amount in two steps into a filling and a basement.
Пример конкретного выполнения. Выплавка анизотропной электротехнической (трансформаторной) стали производилась в 100-тонных электропечах ЭСПЦ. Состав металлошихты соответствовал, мин.-макс./средн. т:
Металлический лом 72-85/77,6
Частично восстановленный железосодержащий окисленный материал - 11-23/17,8.An example of a specific implementation. Anisotropic electrical (transformer) steel was smelted in 100-ton electric furnaces of the ESPC. The composition of the metal charge corresponded, min-max / sred. t:
Scrap metal 72-85 / 77.6
Partially reduced iron-containing oxidized material is 11-23 / 17.8.
Особое внимание уделялось условиям формирования жидкоподвижного шлака в конце плавления шихты. Увеличение присадки извести, агломерата и плавикового шпата в завалку способствовало получению шлака необходимой подвижности, обеспечивающей сход его через порог завалочного окна. Particular attention was paid to the conditions for the formation of liquid slag at the end of the charge melting. The increase in the addition of lime, sinter and fluorspar to the filling contributed to the production of slag with the necessary mobility, ensuring its passage through the threshold of the filling window.
Проведенный анализ проб металла по ходу выплавки показывает, что формирование большого количества жидкоподвижного шлака в конце периода плавления обеспечивает низкие остаточные концентрации фосфора, серы и хрома уже в данной фазе плавки. Обновление шлака производилось в основном только присадками агломерата для обеспечения обезуглероживания металла. The analysis of metal samples in the course of smelting shows that the formation of a large amount of liquid slag at the end of the melting period provides low residual concentrations of phosphorus, sulfur and chromium already in this melting phase. Slag renewal was mainly carried out only by additives of the agglomerate to ensure decarburization of the metal.
При стабилизации состава суперкома содержание углерода в металле по расплавлению шихты стабилизируется относительно среднего значения в пределах ±0,10% абс. When the composition of the supercom is stabilized, the carbon content in the metal by melting the mixture is stabilized relative to the average value within ± 0.10% abs.
Как видно из табл.5, расход электроэнергии на плавку колеблется в пределах 50400-60900 кВт•ч и, в среднем, составляет 55650 кВт•ч, в том числе на плавление шихты 49350 кВт•ч. As can be seen from table 5, the energy consumption for melting ranges from 50400-60900 kWh and, on average, is 55650 kWh, including 49350 kWh for melting the charge.
Анализ проб металла по ходу плавки см. в табл.6, а показатели качества литых слябов на плавках с использованием частично восстановленного железосодержащего окисленного материала см. в табл.7. Слябы отливали на машине непрерывного литья заготовок. Выход марок анизотропной электротехнической стали в зависимости от состава шихты см. в табл.8. The analysis of metal samples during melting is shown in Table 6, and the quality indicators of cast slabs in melts using partially reduced iron-containing oxidized material are shown in Table 7. Slabs were cast on a continuous casting machine. The yield of grades of anisotropic electrical steel, depending on the composition of the charge, see table 8.
По сравнению с прототипом достигнуто снижение содержания примесей цветных металлов на 30-50%
Химический состав литого металла соответствовал ТИ 106-СТ.ЭС-01-91 по всем элементам. Выход слябов для всей опытной технологии составил 104,6 т на плавку при массе металлошихты плавки, равной 113,2 т, что соответствует 92,4% от массы шихты.Compared with the prototype, a reduction in the content of non-ferrous metals by 30-50% was achieved.
The chemical composition of the cast metal corresponded to TI 106-ST.ES-01-91 for all elements. The output of slabs for the entire experimental technology amounted to 104.6 tons per melt with a smelting metal mass equal to 113.2 tons, which corresponds to 92.4% of the charge mass.
Качество литого металла соответствует уровню качества металла, выплавленного по обычной технологии. Отмечается также снижение продолжительности плавления шихты на 20-50 мин и повышение производительности. The quality of cast metal corresponds to the level of quality of metal smelted according to conventional technology. There is also a decrease in the duration of the melting of the charge by 20-50 minutes and an increase in productivity.
Пример конкретного выполнения. Состав металлошихты соответствовал 100% частично восстановленному железосодержащему окисленному материалу. An example of a specific implementation. The composition of the metal charge corresponded to a 100% partially reduced iron-containing oxidized material.
Работа была проведена в 3-тонной дуговой печи ДСП-3А с трансформатором мощностью 1,8 мВт при выплавке углеродистых сталей. The work was carried out in a 3-ton DSP-3A arc furnace with a 1.8 mW transformer for smelting carbon steel.
На подине печи оставляли 10-30% жидкого расплава от предыдущей плавки. На остаток расплав загружали известь в количестве 90-150 кг и 200-250 кг окислителя агломерата или окисленные железорудные окатыши. После этого в печь одной порцией загружали 3,3-3,5 т частично восстановленного железосодержащего окисленного материала [чушки из железорудных окатышей, залитых предельным чугуном в соотношении соответственно (10-20):(80-90)] и включали подачу электроэнергии. Через 7-10 мин от момента включения печи начинали ввод кислорода через неохлаждаемую стальную трубу диаметром 3/4 дюйма. Расход кислорода составлял 5-8 м3/т стали. После расплавления 70-80% металлозавалки производили скачивание шлака через порог рабочего окна и отбирали предварительную пробу металла.At the bottom of the furnace, 10-30% of the liquid melt from the previous melting was left. Lime in an amount of 90-150 kg and 200-250 kg of an agglomerate oxidizing agent or oxidized iron ore pellets was loaded onto the melt residue. After that, 3.3-3.5 tons of partially reduced iron-containing oxidized material [ingots from iron ore pellets filled with limit cast iron in the ratio, respectively (10-20) :( 80-90)] were loaded into the furnace in one portion and the power supply was turned on. After 7-10 minutes from the moment the furnace was turned on, oxygen was introduced through an uncooled 3/4 inch diameter steel pipe. Oxygen consumption was 5-8 m 3 / t of steel. After melting 70-80% of the metal filling, slag was downloaded through the threshold of the working window and a preliminary metal sample was taken.
По ходу плавления для обновления шлака присаживали в ванну агломерат в количестве 5-12 кг/т стали и плавиковый шпат 1-3 кг/т. В конце периода плавления достигались низкие концентрации фосфора, серы, хрома и др. цветных металлов. Поэтому окислительный период сводился к корректировке содержания углерода присадками окислителя и вводом кислорода и нагреву металла. По окончании окислительного периода металл выпускали в ковш, где производили его раскисление. Химический состав отвечал требованиям ГОСТа для марки СТЗ. In the course of melting, sinter in an amount of 5-12 kg / t of steel and fluorspar of 1-3 kg / t were planted in the bath to update the slag. At the end of the melting period, low concentrations of phosphorus, sulfur, chromium, and other non-ferrous metals were achieved. Therefore, the oxidation period was reduced to adjusting the carbon content with oxidizing agents and the introduction of oxygen and heating of the metal. At the end of the oxidation period, the metal was released into the ladle, where it was deoxidized. The chemical composition met the requirements of GOST for the STZ brand.
Преимущества применения частично-восстановленного железосодержащего окисленного материала:
высокая исходная чистота по содержанию цветных металлов и примесных (остаточных) элементов, например Ni, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn, что приводит к снижению содержания этих элементов в жидкой стали;
снижение температуры плавления на 200-300oC по сравнению с работой на ломе, что ускоряет проведение процесса плавки;
раннее начало окисления углерода, непрерывное его протекание по ходу плавления, повышенные скорости окисления углерода, достигающие в зоне плавления значений 0,4-0,8% С/мин;
непрерывное выделение монооксида углерода по ходу плавления/окислительного периода, что улучшает нагрев ванны и ее рафинирование от газов и неметаллических включений, а также улучшает тепловой баланс печи;
быстрое формирование шлака (через 7-12 мин после включения тока) с основностью 1,7-2,2, обладающего вспенивающими свойствами;
сокращение длительности плавки на 20-50 мин по сравнению с работой на металлизованных окатышах.Advantages of using partially reduced iron-containing oxidized material:
high initial purity in the content of non-ferrous metals and impurity (residual) elements, for example Ni, Cu, Mo, Sn, Pb, Zn, which leads to a decrease in the content of these elements in liquid steel;
a decrease in the melting temperature of 200-300 o C compared with work on scrap, which speeds up the melting process;
the early onset of carbon oxidation, its continuous course during melting, increased rates of carbon oxidation, reaching 0.4-0.8% C / min in the melting zone;
continuous emission of carbon monoxide during the melting / oxidation period, which improves the heating of the bath and its refining from gases and non-metallic inclusions, and also improves the heat balance of the furnace;
the rapid formation of slag (7-12 minutes after turning on the current) with a basicity of 1.7-2.2, with foaming properties;
reduction of the melting time by 20-50 minutes compared with work on metallized pellets.
Примечания к таблицам. Частично восстановленный железосодержащий окисленный материал сокращенное название суперком. Выход марок листовой электротехнической анизотропной стали для толщины 0,3 мм и 0,35 в зависимости от состава шихты представлен в табл. 4, из которой следует вывод о том, что продукция находится на достаточно высоком уровне качества. Для стали выход марок 3400-3409 составил:
толщина 0,3 мм 90,1% на 2,4% превышает выход этих марок, когда при выплавке стали вместо суперкома в шихту вводился чушковый чугун;
толщина 0,35 мм 92,4% соответственно на 6%Notes to the tables. Partially reduced iron-containing oxidized material abbreviated as supercom. The output of grades of sheet electrical anisotropic steel for a thickness of 0.3 mm and 0.35 depending on the composition of the charge is presented in table. 4, from which it follows that the products are at a fairly high level of quality. For steel, the output of grades 3400-3409 was:
the thickness of 0.3 mm 90.1% is 2.4% higher than the yield of these grades when, when steel was melted, instead of a supercom, pig iron was introduced into the charge;
thickness 0.35 mm 92.4%, respectively 6%
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036055A RU2092572C1 (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Steel production method and line |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94036055A RU2092572C1 (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Steel production method and line |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94036055A RU94036055A (en) | 1997-05-27 |
| RU2092572C1 true RU2092572C1 (en) | 1997-10-10 |
Family
ID=20160898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94036055A RU2092572C1 (en) | 1994-09-26 | 1994-09-26 | Steel production method and line |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2092572C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1184469A3 (en) * | 2000-08-28 | 2002-11-06 | SMS Demag AG | Process for the treatment of metal values containing dust from steelmaking |
| RU2515403C1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Method of steel casting in arc steel furnace |
-
1994
- 1994-09-26 RU RU94036055A patent/RU2092572C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гулин Н.А., Майер К. Развитие бескоксовой металлургии. - М.: Металлургия, 1987, с.43-45, рис.1.22. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1184469A3 (en) * | 2000-08-28 | 2002-11-06 | SMS Demag AG | Process for the treatment of metal values containing dust from steelmaking |
| RU2515403C1 (en) * | 2012-12-04 | 2014-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Method of steel casting in arc steel furnace |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94036055A (en) | 1997-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100364934B1 (en) | Method of making iron and steel | |
| EP1331278B1 (en) | Refining agent and refining method | |
| JP4060034B2 (en) | Method for producing molten iron in dual furnace | |
| EP0190313B1 (en) | Method and apparatus for continuous steelmaking | |
| US3807986A (en) | Combination iron and iron oxide briquette and method of using | |
| JP2009102697A (en) | Method for producing molten steel | |
| RU2092572C1 (en) | Steel production method and line | |
| US5817164A (en) | Method and apparatus for making feedstock for steel making | |
| US6478840B1 (en) | Reduction of chromium content in slag during melting of stainless steel in electric arc furnaces | |
| US4023962A (en) | Process for regenerating or producing steel from steel scrap or reduced iron | |
| EP0325862A2 (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| RU2092573C1 (en) | Charge preparation for metallurgical refining process | |
| RU2610975C2 (en) | Method of steel production in electric arc furnace | |
| US1888312A (en) | Metallurgical process for the making of ferrous metals | |
| RU2697129C2 (en) | Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting | |
| RU2384627C1 (en) | Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace | |
| US4557758A (en) | Steelmaking process | |
| RU2113503C1 (en) | Method for production of melting stock | |
| RU2197535C2 (en) | Method of making steel in electric arc steel- melting furnace | |
| RU2049119C1 (en) | Method for making high-grade steel in electric arc furnace | |
| RU2403290C1 (en) | Rail steel melting method | |
| RU2075514C1 (en) | Method of steel melting in arc furnace | |
| RU2398888C1 (en) | Procedure for melting rail steel | |
| RU2235790C1 (en) | Rail steel melting method | |
| RU2399681C1 (en) | Procedure for rail steel melting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060927 |