RU2096491C1 - Steel foundry process - Google Patents

Steel foundry process Download PDF

Info

Publication number
RU2096491C1
RU2096491C1 RU95100020A RU95100020A RU2096491C1 RU 2096491 C1 RU2096491 C1 RU 2096491C1 RU 95100020 A RU95100020 A RU 95100020A RU 95100020 A RU95100020 A RU 95100020A RU 2096491 C1 RU2096491 C1 RU 2096491C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
manganese
slag
cao
steel
metal
Prior art date
Application number
RU95100020A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95100020A (en
Inventor
О.С. Бобкова
Е.Ф. Мазуров
В.А. Попов
И.Б. Гутовский
Е.Д. Орлов
М.М. Захаров
Original Assignee
Государственный Обуховский завод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Обуховский завод filed Critical Государственный Обуховский завод
Priority to RU95100020A priority Critical patent/RU2096491C1/en
Publication of RU95100020A publication Critical patent/RU95100020A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2096491C1 publication Critical patent/RU2096491C1/en

Links

Landscapes

  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: process includes smelting steel in steel-smelting assembly, deoxidation, alloying, producing liquid metal containing silicon and aluminum reducing agents, adding oxide mixture containing calcium and manganese oxides in the ratio 0.6 to 1.2, keeping liquid material in ladle under slag with basicity corresponding to CaO/SiO2 ratio from - 0.7 to 1.8 arising after manganese is reduced by silicon and aluminum dissolved in metal. EFFECT: enhanced efficiency of process. 2 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при выплавке легированных сталей. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the smelting of alloy steels.

Известен способ легирования стали марганцем путем введения в ковш марганцевой руды и алюминия и последующего перемешивания стали со шлаком /1/. A known method of alloying steel with manganese by introducing manganese ore and aluminum into the ladle and then mixing the steel with slag / 1 /.

Недостатками способа являются:
высокая термодинамическая прочность и низкая химическая активность оксидов марганца в марганцевой руды в виде двухвалентного марганца в силитах и алюмосиликатах;
использование для восстановления марганца алюминия, который восстанавливают не только марганец алюминия, который восстанавливает не только марганец, но и кремний из оксидов, и расход его не превышает стехиометрически необходимый на восстановление марганца;
продуктом восстановления в шлаке являются алюминаты марганца в металл;
в металле образуются неметаллические включения шпинольного типа x. MnO, Al2O3, которые плохо удаляются вследствие высокой работы адгезии (Wадг) на границе жидкий металл неметаллическое включение;
повышается общее содержание алюминия в стали.
The disadvantages of the method are:
high thermodynamic strength and low chemical activity of manganese oxides in manganese ore in the form of divalent manganese in silicates and aluminosilicates;
the use of aluminum for manganese reduction, which is reduced not only by aluminum manganese, which restores not only manganese, but also silicon from oxides, and its consumption does not exceed the stoichiometrically necessary for manganese reduction;
reduction product in slag are manganese aluminates to metal;
non-metallic inclusions of spinel type x are formed in the metal. MnO, Al 2 O 3 , which are poorly removed due to the high work of adhesion (W adg ) at the boundary of a liquid metal non-metallic inclusion;
increases the total aluminum content in steel.

Наиболее близким по технической сущности является способ легирования стали марганцем, включающий выплавку, выпуск металла в ковш, подачу легирующих и продувку металла инертным газом, при этом после выпуска металла в ковш на поверхность расплава дают малофосфористый марганцесодержащий шлак ферросплавного производства, восстановитель и известь в количестве, обеспечивающем основность шлака 2,0 3,5. На поверхность ковша подают кислород в течение 3 30 с. /2/. The closest in technical essence is the method of alloying steel with manganese, including smelting, metal release into the ladle, alloying and inert gas purging, while after the metal is released into the ladle, the low-phosphorus manganese-containing slag of ferroalloy production, reducing agent and lime in the amount providing slag basicity 2.0 3.5. Oxygen is supplied to the bucket surface for 3 to 30 seconds. / 2 /.

Малофосфористый марганецсодержащий шлак содержит значительно меньше фосфора по сравнению с марганцевыми рудами или их концентратами, но содержит высокое содержание кремнезема (23 35%). Марганец в малофосфористом шлаке находится в виде химически прочного соединения MnSiO3 родонита. Добавка извести способствует разрушению химических связей в силикате марганца, его восстановлению алюминием или кремнием и образованию в шлаке силикатов кальция.The low-phosphorus manganese-containing slag contains significantly less phosphorus compared to manganese ores or their concentrates, but contains a high content of silica (23 35%). Manganese in the phosphoric slag is in the form of a chemically strong compound MnSiO 3 rhodonite. The addition of lime helps to destroy chemical bonds in manganese silicate, its reduction with aluminum or silicon, and the formation of calcium silicates in the slag.

Недостатком способа является то, что для ускорения расплавления смеси ее необходимо продувать кислородом, в результате чего происходит разрушение химических связей в минералах, выделяется дополнительное тепло экзометрических реакций окисления восстановителя. В шлаке наряду с Ca2SiO4 образуется Ca3SiO5повышается его температура плавления и снижается извлечение марганца вследствие его растворения в Ca3SiO5.The disadvantage of this method is that to accelerate the melting of the mixture it is necessary to purge it with oxygen, as a result of which the destruction of chemical bonds in minerals occurs, additional heat of exometric oxidation reactions of the reducing agent is released. Along with Ca 2 SiO 4 , Ca 3 SiO 5 is formed in the slag, its melting point is increased, and the extraction of manganese is reduced due to its dissolution in Ca 3 SiO 5 .

Недостатком известного способа является то, что известь дается в количестве, обеспечивающем основность шлака 2 3,5, и на поверхность металла подают кислород в течение 3 30 с. При указанном расходе извести в смеси с марганецсодержащем шлаком до восстановления марганца образуются наряду с силикатами кальция прочные твердые растворы (Ca, MnO) с высокой температурой плавления более 1400oC, а также свободная известь. Смесь имеет большой интервал плавления ликвидус-солидус.The disadvantage of this method is that the lime is given in an amount that ensures the basicity of the slag 2 3.5, and oxygen is supplied to the metal surface for 3 30 s. At the indicated flow rate of lime mixed with manganese-containing slag before the reduction of manganese, solid solid solutions (Ca, MnO) with a high melting point of more than 1400 o C, as well as free lime, are formed along with calcium silicates. The mixture has a large melting range of liquidus solidus.

Изобретение направлено на снижение расхода материалов, повышение извлечения марганца и повышение его содержание в стали, а также повышения качества стали за счет снижения глинозема. The invention is aimed at reducing the consumption of materials, increasing the extraction of manganese and increasing its content in steel, as well as improving the quality of steel by reducing alumina.

Для этого в известном способе производства стали, включающем ее выплавку в сталеплавильном агрегате, раскисление, легирование и обработку шлаком, в жидкий металл, содержащий восстановители: кремний и алюминий, вводят оксидную смесь, содержащую оксиды марганца и кальция при их соотношении CaO/MnXOy 0,6: 1,2 и выдерживают его в ковше под шлаком с основностью CaO/SiO2= 0,7 1,8, образующимся после восстановления марганца кремнием и алюминием, растворенным в металле.To do this, in a known method for the production of steel, including its smelting in a steel-smelting unit, deoxidation, alloying and slag treatment, an oxide mixture containing manganese and calcium oxides at a ratio of CaO / Mn X O is introduced into a molten metal containing reducing agents: silicon and aluminum y 0.6: 1.2 and maintain it in a ladle under slag with a basicity of CaO / SiO 2 = 0.7 1.8, formed after the reduction of manganese by silicon and aluminum dissolved in the metal.

Для легирования стали применяют марганцевую руду, в которой марганец находится не в виде оксидов двухвалентного марганца, а в виде оксидов трех или четырехвалентного марганца, благодаря чему она имеет низкую температуру плавления, а в образующемся исходном оксидном расплаве высокую химическую активность кислорода (d02-). Это достигается также потому, что руду (и/или ее концентрат) смешивают с известью при соотношении оксидов CaO/(Mn2O3 + MnO2)= 0,6:1,2, обеспечивающем наиболее низкую температуру плавления, присаживают в печь перед выпуском или в ковш, во время выпуска, восстанавливают кремнием с образованием шлака, имеющего основность CaO/SiO2=0,70:1,80, и выдерживают сталь под шлаком в ковше. Восстановление металла кремнием обеспечивает снижение содержания остаточного алюминия и получение глобулярных включений, которые легко удаляются из стали и ассимилируются шлаком на основе силикатов кальция.To alloy steel, manganese ore is used, in which manganese is not in the form of oxides of divalent manganese, but in the form of oxides of three or tetravalent manganese, due to which it has a low melting point and high oxygen reactivity in the resulting oxide melt (d 0 2 - ) This is also achieved because the ore (and / or its concentrate) is mixed with lime at a ratio of oxides CaO / (Mn 2 O 3 + MnO 2 ) = 0.6: 1.2, which provides the lowest melting point, is placed in the furnace before release or into the bucket, during the release, restore silicon with the formation of slag having a basicity of CaO / SiO 2 = 0.70: 1.80, and maintain the steel under the slag in the bucket. Silicon metal reduction provides a reduction in the residual aluminum content and obtaining globular inclusions that are easily removed from steel and assimilated by calcium silicate slag.

Шлак с основностью 0,7 1,8 обладает низкой температурой плавления и вязкостью и наряду с удалением неметаллических включений позволяет также снизить содержание серы в металле. Slag with a basicity of 0.7 to 1.8 has a low melting point and viscosity and, along with the removal of non-metallic inclusions, can also reduce the sulfur content in the metal.

Соотношение оксидов марганца и оксидов кальция в исходной смеси обусловлено тем, что в указанном соотношении при использовании руды и концентрата с различным содержанием кремнезема оксиды марганца находятся в виде Mn2O3 и MnO2 и смесь имеет наиболее низкую температуру плавления. При отношении CaO/MnXOy менее 0,6 температура плавления возрастает за счет образования оксидов двухвалентного марганца и твердых растворов (Ca, Mn)O и шпинелей типа (Ca, Mn)Mn2O3 при отношении CaO/MnXOy более 1,2 за счет свободной извести CaO.The ratio of manganese oxides and calcium oxides in the initial mixture is due to the fact that in the indicated ratio when using ore and a concentrate with different silica contents, manganese oxides are in the form of Mn 2 O 3 and MnO 2 and the mixture has the lowest melting point. At a CaO / Mn X O y ratio of less than 0.6, the melting point increases due to the formation of divalent manganese oxides and solid solutions (Ca, Mn) O and spinels of the type (Ca, Mn) Mn 2 O 3 at a CaO / Mn X O y ratio more than 1.2 due to free CaO lime.

Пример 1. В дуговой электропечи была произведена плавка железоуглеродистого продукта с раскислением и легированием. Жидкий металл, содержащий восстановители: кремний и алюминий, вылили в ковш при температуре 1700oC без шлака, во время выпуска одновременно в ковш ввели смесь марганцевой руды (Mn 48,0% SiO2 3,5% Fe 3,4% CaO 1,5% Al2O3 2,5% P 0,05%), и извести (CaO 90%) при соотношении CaO/MnXOy=0,6 и ферросилиций ФС-65. После выдержки получили металл с содержанием марганца 0,7% с учетом извлечения остаточного марганца из железоуглеродистого полупродукта при выпуске его из печи 100% и шлак с основностью CaO/SiO2 0,7% Получили в ковше сталь химсостава, C 0,3; Mn 0,7; Si 0,2; Al 0,001; S 0,015.Example 1. In an electric arc furnace, the iron-carbon product was melted with deoxidation and alloying. The liquid metal containing the reducing agents: silicon and aluminum, was poured into the ladle at a temperature of 1700 o C without slag, during the release, a mixture of manganese ore (Mn 48.0% SiO 2 3.5% Fe 3.4% CaO 1 , 5% Al 2 O 3 2.5% P 0.05%), and lime (CaO 90%) with a ratio of CaO / Mn X O y = 0.6 and ferrosilicon FS-65. After exposure, a metal was obtained with a manganese content of 0.7%, taking into account the extraction of residual manganese from the iron-carbon intermediate when it was discharged from the furnace 100% and slag with a basicity of CaO / SiO 2 of 0.7%. A chemical steel was obtained in the ladle, C 0.3; Mn 0.7; Si 0.2; Al 0.001; S 0.015.

Пример 2. В мартеновской печи была проведена плавка железоуглеродистого продукта с раскислением и легированием. Жидкий металл, содержащий восстановители: кремний и алюминий, вылили в ковш при температуре 1650oC, одновременно ввели смесь марганцевой руды указанного в примере 1 состава и извести при соотношении 1:1. После выдержки марганец восстанавливался кремнием, растворенном в жидком металле. После восстановления марганца получили металл с содержанием марганца 1,0% и шлак с основностью CaO/SiO2=1,4.Example 2. In an open-hearth furnace, the iron-carbon product was melted with deoxidation and alloying. A liquid metal containing reducing agents: silicon and aluminum, was poured into the ladle at a temperature of 1650 o C, at the same time introduced a mixture of manganese ore specified in example 1 and lime at a ratio of 1: 1. After aging, manganese was reduced by silicon dissolved in a liquid metal. After the reduction of manganese, a metal with a manganese content of 1.0% and a slag with a basicity of CaO / SiO 2 = 1.4 were obtained.

Извлечение марганца из оксидной смеси было 93%
Получили состав смеси, C 0,35; Mn 1,0; Si 0,32; Al 0,002; S - 0,020.
Extraction of manganese from the oxide mixture was 93%
Got a mixture composition, C 0.35; Mn 1.0; Si 0.32; Al 0.002; S is 0.020.

Пример 3. В дуговой электропечи была произведена плавка железоуглеродистого продукта с раскислением и легированием. Жидкий металл, содержащий восстановители: кремний и алюминий, вылили в ковш при температуре 1670oC без шлака. Во время выпуска одновременно в ковш ввели в смесь марганцевой руды и извести при отношении CaO/MnXOy= 1,8 и ферросилиций ФС-65 и выдержали под шлаком в ковше, образовавшимся после восстановления марганца с основностью CaO/SiO2=1,8.Example 3. In an electric arc furnace, the iron-carbon product was melted with deoxidation and alloying. A liquid metal containing reducing agents: silicon and aluminum, was poured into a ladle at a temperature of 1670 o C without slag. At the time of production, manganese ore and lime were mixed into the ladle at a ratio of CaO / Mn X O y = 1.8 and FS-65 ferrosilicon and kept under slag in the ladle formed after reduction of manganese with a basicity of CaO / SiO 2 = 1, 8.

Получили состав стали, C 0,32; Mn 1,08; Si 0,28; Al 0,0025; S - 0,012. Got the composition of the steel, C 0.32; Mn 1.08; Si 0.28; Al 0.0025; S is 0.012.

Отношение CaO/MnXOy от 0,6 до 1,2 дает минимальную температуру плавления, поэтому выход за эти пределы увеличивает затрата тепловой энергии.The ratio CaO / Mn X O y from 0.6 to 1.2 gives a minimum melting point, so going beyond these limits increases the cost of thermal energy.

При отношении CaO/SiO2 меньше 0,7 меньше не обеспечивается увеличение марганца, а при отношении CaO/SiO2 больше 1,8 образуется гомогенный состав шлака.At a CaO / SiO 2 ratio of less than 0.7 less, an increase in manganese is not ensured, and at a CaO / SiO 2 ratio of more than 1.8, a homogeneous slag composition is formed.

Предложенный способ выплавки стали по сравнению с известным позволяет сократить расход марганецсодержащего сырья, извести, восстановителя на единицу восстанавливаемого марганца, соответственно сократить кратность шлака, повысить извлечение марганца в металл, снизить содержание глиноземистых включений. The proposed method of steel smelting in comparison with the known one allows to reduce the consumption of manganese-containing raw materials, lime, reducing agent per unit of recoverable manganese, respectively, to reduce the slag ratio, increase the extraction of manganese into metal, and reduce the content of alumina inclusions.

Способ позволяет также без дополнительных затрат тепловой энергии повысить содержание марганца в стали и расширить сортамент сталей, содержащих марганец, которые можно выплавлять предложенным способом. The method also allows to increase the manganese content in steel and to expand the range of steels containing manganese, which can be smelted by the proposed method, without additional thermal energy costs.

Claims (2)

1. Способ производства стали, включающий выплавку металла в сталеплавильном агрегате, раскисление, легирование, получение жидкого металла, содержащего восстановители кремний и алюминий, введение в жидкий металл оксидов марганца и кальция, обработку жидкого металла в ковше шлаком, образующимся после восстановления марганца кремнием и алюминием, растворенным в металле, отличающийся тем, что оксиды марганца и кальция вводят в жидкий металл в виде оксидной смеси при их соотношении CaO/MnxOy 0,6 1,2, а обработку шлаком осуществляют выдержкой жидкого металла под шлаком с основностью CaO/SiO2 0,7 1,8.1. Method for the production of steel, including the smelting of metal in a steelmaking unit, deoxidation, alloying, obtaining a liquid metal containing silicon and aluminum reducing agents, introducing manganese and calcium oxides into a liquid metal, treating the liquid metal in the ladle with slag formed after the reduction of manganese with silicon and aluminum dissolved in a metal, characterized in that the oxides of manganese and calcium are introduced into the liquid metal in the form of an oxide mixture at a ratio of CaO / Mn x O y of 0.6 1.2, and the processing of slag is carried out by exposure to liquid metal under slag with a basicity of CaO / SiO 2 0.7 1.8. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что с оксидной смесью в жидкий металл дополнительно вводят восстановитель, содержащий кремний. 2. The method according to claim 1, characterized in that with the oxide mixture in the liquid metal is additionally introduced a reducing agent containing silicon.
RU95100020A 1995-01-05 1995-01-05 Steel foundry process RU2096491C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100020A RU2096491C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Steel foundry process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95100020A RU2096491C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Steel foundry process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95100020A RU95100020A (en) 1996-11-10
RU2096491C1 true RU2096491C1 (en) 1997-11-20

Family

ID=20163693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95100020A RU2096491C1 (en) 1995-01-05 1995-01-05 Steel foundry process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2096491C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004083464A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'issledovatelsko-Tekhnologichesky Tsentr 'ausferr' Method for a direct steel alloying
WO2009076923A3 (en) * 2007-12-14 2009-08-13 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a steel melt containing up to 30% of manganese

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP, заявка, 62-20408, кл. C 21 C 7/04, 1987. Авторское свидетельство СССР, 1044641, кл. C 21 C 7/00, 1983. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004083464A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostyu 'issledovatelsko-Tekhnologichesky Tsentr 'ausferr' Method for a direct steel alloying
KR100802639B1 (en) 2003-03-20 2008-02-13 옵스체츠보 에스 옥라니첸노이 옥베크츠벤노스티유 "이슬레도바텔스코-테크노로기체스키 첸트르 아우스페르" Method for a direct steel alloying
WO2009076923A3 (en) * 2007-12-14 2009-08-13 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a steel melt containing up to 30% of manganese
US8444743B2 (en) 2007-12-14 2013-05-21 Salzgitter Flachstahl Gmbh Method for producing a steel melt containing up to 30% manganese

Also Published As

Publication number Publication date
RU95100020A (en) 1996-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07216434A (en) Production of very low carbon and very low sulfur steel
US4097269A (en) Process of desulfurizing liquid melts
RU2096491C1 (en) Steel foundry process
RU2231559C1 (en) Direct method for alloying steel with complex of elements
US5037609A (en) Material for refining steel of multi-purpose application
JPS587691B2 (en) Steel manufacturing method
US2079848A (en) Making steel
RU2223332C1 (en) Method of micro-alloying and modification of steel
RU2201458C1 (en) Method of modification of steel
RU2713770C1 (en) Method for production of steel with standardized content of sulfur
RU2044063C1 (en) Method for making low-alloyed steel with niobium
GB2050431A (en) Desulphurisation of deep-drawing steels
RU2152442C1 (en) Method of treatment of molten steel with slag
RU2118380C1 (en) Method of manufacturing vanadium-microalloyed steel
RU2104311C1 (en) Method of alloying steel by manganese
SU1056640A1 (en) Method of smelting high-manganese steel in basic-lined electric furnaces
RU2124569C1 (en) Method of producing carbon steel
RU2255119C1 (en) Method of production of synthetic refinery slag at treatment of molten feed in "furnace-ladle" unit and charge for production of synthetic refinery slag
SU926023A1 (en) Method for metal treatment with inert gas
RU2289630C2 (en) Melt metal bath metallurgical processing method
RU2157858C2 (en) Process of production of alloying composition by method of aluminothermy
RU2204612C1 (en) Method for melting manganese-containing steel
SU1086019A1 (en) Method of smelting manganese austenitic steel
RU2208052C1 (en) Steel melting method
SU840134A1 (en) Method of steel smelting