RU2115743C1 - Method of direct steel making from iron-containing materials in converter - Google Patents
Method of direct steel making from iron-containing materials in converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2115743C1 RU2115743C1 RU97118338A RU97118338A RU2115743C1 RU 2115743 C1 RU2115743 C1 RU 2115743C1 RU 97118338 A RU97118338 A RU 97118338A RU 97118338 A RU97118338 A RU 97118338A RU 2115743 C1 RU2115743 C1 RU 2115743C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- slag
- melt
- carbon
- materials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B13/00—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
- C21B13/0006—Making spongy iron or liquid steel, by direct processes obtaining iron or steel in a molten state
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/28—Manufacture of steel in the converter
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в конвертерах. The invention relates to ferrous metallurgy, namely to the production of steel in converters.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является процесс прямого получения стали из твердой шихты путем переменного восстановления-окисления по патенту США N 4957546. Он характеризуется тем, что в агрегат, где имеется начальное количество жидкого металла, через донные отверстия одновременно вдувают углеродсодержащий материал и кислород в соотношении 1 : 2,5 соответственно и проводят восстановительный период, повышая содержание углерода в ванне с 2,0 до 4,0%. Затем проводят окислительный период, загружая твердую железосодержащую шихту (губчатое железо, железную руду) и флюсы с одновременной продувкой ванны кислородом. При этом содержание углерода в ванне снижается. Периодически после окислительного периода выпускают шлак, а после нескольких циклов по мере накопления производят выпуск металла, оставляя в агрегате некоторое его количество для последующей плавки. Процесс проводят в агрегате типа кислородного конвертера. Недостатком рассмотренного способа является высокий расход железосодержащих, углеродсодержащих материалов, а также кислорода вследствие неконтролируемых выбросов в процессе плавки, так как при одновременном вводе твердого и газообразного окислителей в расплав с высокой температурой и содержанием углерода происходит интенсивное окисление углерода с бурным выделением газообразных продуктов. The closest to the claimed technical essence and the achieved result is the process of direct production of steel from a solid mixture by variable reduction-oxidation according to US patent N 4957546. It is characterized by the fact that in the unit where there is an initial amount of liquid metal, carbon-containing is simultaneously blown through the bottom openings material and oxygen in a ratio of 1: 2.5, respectively, and spend the recovery period, increasing the carbon content in the bath from 2.0 to 4.0%. Then an oxidation period is carried out, loading a solid iron-containing mixture (sponge iron, iron ore) and fluxes while blowing the bath with oxygen. In this case, the carbon content in the bath is reduced. Slag is periodically released after the oxidation period, and after several cycles, metal is released as it accumulates, leaving some in the aggregate for subsequent melting. The process is carried out in a unit such as an oxygen converter. The disadvantage of the considered method is the high consumption of iron-containing, carbon-containing materials, as well as oxygen due to uncontrolled emissions during the smelting process, since with the simultaneous introduction of solid and gaseous oxidizing agents into the melt with high temperature and carbon content, intense carbon oxidation occurs with vigorous emission of gaseous products.
Кроме того, необходимость удаления шлака после каждого цикла окислительной продувки, для которой характерна повышенная окисленность шлака, увеличивает потери металла. Последнее усугубляется значительным количеством операций удаления шлака, так как оно должно производиться после каждого цикла окислительной продувки. Еще одним недостатком известного способа является частое чередование восстановительного и окислительного периодов плавки, затрудняющее их оптимизацию, в том числе в части рационального расхода используемых материалов. In addition, the need to remove slag after each oxidative purge cycle, which is characterized by increased oxidation of the slag, increases metal loss. The latter is aggravated by a significant number of slag removal operations, since it must be performed after each oxidative purge cycle. Another disadvantage of this method is the frequent alternation of the reduction and oxidation periods of the heat, making it difficult to optimize them, including in terms of the rational consumption of the materials used.
Таким образом, технический результат изобретения заключается в том, чтобы снизить удельный расход используемых материалов за счет уменьшения потерь металла и более рациональной организации процесса. Thus, the technical result of the invention is to reduce the specific consumption of the materials used by reducing metal losses and more rational organization of the process.
В соответствии с изобретением предложен способ прямого получения стали из железосодержащего материала в конвертере, включающий науглероживание частично оставленного металла предыдущей плавки, порционную загрузку в расплав смеси железосодержащих и шлакообразующих материалов, продувку расплава, периодическое удаление шлака, выпуск металла, при этом смесь дополнительно содержит углеродсодержащий материал в количестве 25-50% от количества железосодержащего материала в ней, масса каждой порции составляет 10-40% от массы расплава, при этом одновременно с загрузкой осуществляют продувку расплава смесью азота и кислорода при их соотношении от 4:1 до 1:1 соответственно, а периодическое удаление шлака производят при усвоении загруженных материалов и достижении содержания окислов железа в шлаке 5-30%, после чего расплав продувают кислородом с одновременным внесением шлакообразующих материалов. Количество частично оставленного металла от предыдущей плавки составляет 10-30% от массы расплава перед его выпуском, в качестве железосодержащего материала используют окалину, железную руду, агломерат, пыли, шламы, шлаки сталеплавильных агрегатов, при этом используют железосодержащий материал фракцией 0-1 мм, а углеродсодержащий материал фракцией 0-6 мм. In accordance with the invention, there is provided a method for directly producing steel from an iron-containing material in a converter, comprising carburizing partially left metal of a previous melting, portioning a mixture of iron-containing and slag-forming materials into the melt, purging the melt, periodically removing slag, and discharging the metal, the mixture further comprising a carbon-containing material in an amount of 25-50% of the amount of iron-containing material in it, the mass of each portion is 10-40% of the mass of the melt, while about at the same time with loading, the melt is purged with a mixture of nitrogen and oxygen at a ratio of 4: 1 to 1: 1, respectively, and periodic slag removal is carried out when the loaded materials are assimilated and the content of iron oxides in the slag reaches 5-30%, after which the melt is purged with oxygen with simultaneous introduction of slag-forming materials. The amount of partially left metal from the previous smelting is 10-30% of the mass of the melt before it is released, scale, iron ore, sinter, dust, sludge, slag from steel-smelting units are used as iron-containing material, while iron-containing material with a fraction of 0-1 mm is used, and carbon-containing material with a fraction of 0-6 mm.
Процесс прямого получения стали из железосодержащих материалов состоит в их восстановлении одновременно углеродсодержащими материалами и углеродом железоуглеродистого расплава и его последующего рафинирования с нагревом продувкой кислородом до получения конечного металла заданного состава и температуры. The process of direct production of steel from iron-containing materials consists in their reduction simultaneously with carbon-containing materials and carbon of the iron-carbon melt and its subsequent refinement with heating by blowing with oxygen to obtain the final metal of a given composition and temperature.
Для этого в агрегат с частично оставленным металлом от предыдущей плавки, имеющим температуру 1600-1650oС и содержание углерода 0,008-0,30%, подают углеродсодержащий материал (антрацит), который растворяется в нем. При этом образуется железоуглеродистый расплав с содержанием углерода 3,0-4,0% и температурой 1200-1400oС. Эти параметры расплава поддерживают в указанных пределах в течение всего времени восстановления железосодержащего материала и продувки расплава смесью азота и кислорода.For this, a carbon-containing material (anthracite), which dissolves in it, is supplied to the unit with partially left metal from the previous heat, having a temperature of 1600-1650 o C and a carbon content of 0.008-0.30%. In this case, an iron-carbon melt is formed with a carbon content of 3.0-4.0% and a temperature of 1200-1400 o C. These parameters of the melt are maintained within the specified limits during the entire recovery time of the iron-containing material and the melt is purged with a mixture of nitrogen and oxygen.
Такое сочетание температуры и содержания углерода обеспечивает достаточный перерыв расплава над температурой его плавления, позволяющий загружать в него значительное количество шихтовых материалов. Для ускорения растворения углеродсодержащего материала ванна продувается смесью азота и кислорода в соотношении от 1:1 до 4:1. This combination of temperature and carbon content provides a sufficient break of the melt above its melting temperature, which allows you to load a significant amount of charge materials into it. To accelerate the dissolution of carbon-containing material, the bath is blown with a mixture of nitrogen and oxygen in a ratio of 1: 1 to 4: 1.
Такое сочетание компонентов смеси обеспечивает минимальный угар углеродсодержащего материала и получения необходимой температуры железоуглеродистого расплава. This combination of components of the mixture provides the minimum carbon loss of the carbon-containing material and obtain the required temperature of the iron-carbon melt.
При температуре железоуглеродистого расплава менее 1200oС обезуглероживание металла, протекающее наряду с его науглероживанием, замедляется, что снижает интенсивность перемешивания ванны газообразными оксидами углерода, скорость и степень усвоения железосодержащих, углеродсодержащих и шлакообразующих материалов и увеличивает степень окисленности шлака.When the temperature of the iron-carbon melt is less than 1200 ° C, the decarburization of the metal, which proceeds along with its carburization, slows down, which reduces the intensity of mixing the bath with gaseous carbon oxides, the rate and degree of assimilation of iron-containing, carbon-containing and slag-forming materials and increases the degree of oxidation of slag.
Кроме того, из-за незначительного перегрева расплава над его температурой плавления уменьшается масса порций загружаемых материалов и одновременно увеличивается их количество для получения заданной массы плавки. In addition, due to slight overheating of the melt above its melting temperature, the mass of portions of the charged materials decreases and their quantity simultaneously increases to obtain a given melting mass.
Превышение порога 1400oС увеличивает скорость окисления углерода и вероятность выбросов металла и шлака, снижает долю углерода, окисляющего до СО2, что уменьшает степень использования химического тепла реакций окисления углерода и увеличивает расход углеродсодержащего материала.Exceeding the threshold of 1400 o With increases the rate of carbon oxidation and the likelihood of emissions of metal and slag, reduces the proportion of carbon oxidizing to CO 2 , which reduces the degree of utilization of the chemical heat of carbon oxidation reactions and increases the consumption of carbon-containing material.
Снижение содержания углерода в металле менее 3,0% уменьшает степень восстановления железа из его оксидов, окисленность шлака снижает перегрев расплава над температурой плавления, ограничивает темп загрузки железосодержащих и углеродсодержащих материалов и уменьшает производительность агрегата. A decrease in the carbon content in the metal of less than 3.0% reduces the degree of reduction of iron from its oxides, slag oxidation reduces melt overheating above the melting temperature, limits the loading rate of iron-containing and carbon-containing materials, and reduces the performance of the unit.
Увеличение содержания углерода более 4,0% приводит к резкому повышению расхода углеродсодержащего материала и неполному его усвоению, ухудшению условий науглероживания, дисбалансу в темпе обезуглероживания и науглероживания металла (скорости этих процессов должны быть примерно одинаковыми). An increase in carbon content of more than 4.0% leads to a sharp increase in the consumption of carbon-containing material and its incomplete assimilation, worsening of carburization conditions, an imbalance in the rate of decarburization and carburization of the metal (the rates of these processes should be approximately the same).
Масса железосодержащего, углеродсодержащего и шлакообразующего материалов в каждой загружаемой порции влияет на температурный режим процесса. The mass of iron-containing, carbon-containing and slag-forming materials in each loading portion affects the temperature regime of the process.
В случае, когда масса каждой порции указанных материалов превышает 40% от массы расплава, происходит значительное его охлаждение, ухудшаются условия взаимодействия загружаемых материалов с расплавом и шлаком, затрудняется технологический процесс плавки. In the case when the mass of each portion of these materials exceeds 40% of the mass of the melt, its significant cooling takes place, the conditions for the interaction of the loaded materials with the melt and slag deteriorate, and the technological process of melting becomes more difficult.
При массе порции менее 10% от массы расплава увеличивается количество загрузок, что в свою очередь приводит к увеличению потерь железосодержащего и углеродсодержащего материалов с отходящими газами во время загрузки и также приводит к увеличению продолжительности процесса. When the portion mass is less than 10% of the mass of the melt, the number of downloads increases, which in turn leads to an increase in losses of iron and carbon-containing materials with exhaust gases during loading and also leads to an increase in the duration of the process.
Шихтовые материалы подают в ванну с металлическим расплавом, куда одновременно вдувают продувочную смесь из азота и кислорода. При этом обеспечивается интенсивное перемешивание загруженных материалов с металлом и шлаком за счет азота и газообразных продуктов процесса. В металлическом расплаве и шлаке одновременно протекают процессы окисления, нагрева, плавления, восстановления, т. е. усвоения загруженных материалов. Соотношение скоростей протекания этих процессов, сопровождающихся выделением и поглощением тепла, зависит от состава, продувочной смеси и соотношения железосодержащего и углеродсодержащего материалов. Увеличение доли кислорода в продувочной смеси ускоряет окислительные процессы, протекающие с выделением тепла. Увеличение доли железосодержащего материала и развитие восстановительных процессов сопровождается поглощением тепла. The charge materials are fed into a bath with a metal melt, where a purging mixture of nitrogen and oxygen is simultaneously blown. This ensures intensive mixing of the loaded materials with metal and slag due to nitrogen and gaseous products of the process. In a metal melt and slag, processes of oxidation, heating, melting, reduction, i.e., assimilation of loaded materials, occur simultaneously. The ratio of the speed of these processes, accompanied by the release and absorption of heat, depends on the composition, the purge mixture and the ratio of iron and carbon materials. An increase in the proportion of oxygen in the purge mixture accelerates oxidative processes that occur with the release of heat. An increase in the proportion of iron-containing material and the development of recovery processes are accompanied by heat absorption.
При соотношении содержания азота к кислороду в дутье более 4:1 снижается температура расплава, замедляется процесс восстановления железосодержащего материала и горение углеродсодержащего материалов, удлиняется цикл плавки. When the ratio of nitrogen to oxygen in the blast is more than 4: 1, the melt temperature decreases, the recovery process of the iron-containing material and the combustion of carbon-containing materials slows down, and the melting cycle is lengthened.
Снижение соотношения азота к кислороду в дутье ниже 1:1 усиливает окисление компонентов металлического расплава, главным образом железа, увеличивает содержание окислов железа в шлаке и потери железа при удалении шлака. Кроме того, снижается содержание углерода в расплаве, уменьшается его перегрев над температурой плавления, что затрудняет выделение газообразных продуктов реакции и приводит к выбросам и потерям металла, снижающим выход металла. Reducing the ratio of nitrogen to oxygen in the blast below 1: 1 enhances the oxidation of the components of the metal melt, mainly iron, increases the content of iron oxides in the slag and iron loss during slag removal. In addition, the carbon content in the melt decreases, its overheating over the melting temperature decreases, which complicates the evolution of gaseous reaction products and leads to metal emissions and losses, which reduce the metal yield.
Поскольку процесс по изобретению осуществляют с металлическим расплавом, непрерывно перемешиваемым с загружаемыми материалами, постоянно происходит растворение углеродсодержащего материала в нем. Одновременно с процессом растворения углерода происходит его окисление за счет кислорода продувочной смеси. Since the process according to the invention is carried out with a metal melt continuously mixed with feed materials, the carbon-containing material is constantly dissolved in it. Simultaneously with the process of dissolution of carbon, its oxidation occurs due to the oxygen of the purge mixture.
Следует отметить, что теплоту, необходимую для осуществления процесса, получают за счет сжигания углеродсодержащего материала и окисления углерода, растворяющегося в металле. Тепло, выделяющееся при этом, используется для нагрева металла шлака, загружаемых шихтовых материалов, а также для протекания восстановительных реакций, требующих наибольших затрат тепла. It should be noted that the heat necessary for the implementation of the process is obtained by burning carbon-containing material and oxidizing carbon dissolving in the metal. The heat generated in this case is used to heat the metal of slag, charged charge materials, as well as for the occurrence of reduction reactions requiring the greatest heat consumption.
Углерод из железосодержащего расплава и углеродсодержащего материала окисляется до СО и СО2. Монооксид углерода, выделяющийся из расплава, окисляется до углеродистого газа внутри и/или над жидко-твердыми материалами и нагревает их. При переходе СО в СО2 выделяется около 2/3 теплоты, выделяемой при полном окислении углерода. В свою очередь СО, проходя через жидко-твердые материалы, перемешивает составляющие ванны, восстанавливает оксиды железа и увеличивает массу железоуглеродистого расплава. Соотношение количества СО и СО2 зависит от соотношения азота и кислорода в продувочной смеси и железосодержащего и углеродсодержащего материалов.Carbon from an iron-containing melt and a carbon-containing material is oxidized to CO and CO 2 . Carbon monoxide released from the melt is oxidized to carbonaceous gas inside and / or above the liquid-solid materials and heats them. When CO is converted to CO 2 , about 2/3 of the heat released during the complete oxidation of carbon is released. In turn, CO, passing through liquid-solid materials, mixes the components of the bath, restores iron oxides and increases the mass of the iron-carbon melt. The ratio of the amount of CO and CO 2 depends on the ratio of nitrogen and oxygen in the purge mixture and iron and carbon materials.
В предлагаемом процессе соотношение железосодержащего и углеродсодержащего материалов поддерживается на уровне, обеспечивающем их полное взаимодействие и необходимое распределение железа между металлом и шлаками, а также для поддержания (сохранения) содержания углерода в расплаве примерно равном его содержанию в первоначально науглероженном расплаве. Кроме того, от соотношения этих материалов зависит количество тепла, поступающего в ванну для осуществления эндотермических восстановительных процессов. Это условие выполняется в том случае, когда доля углеродсодержащего материала составляет 25-50% от количества железосодержащего материала. In the proposed process, the ratio of iron-containing and carbon-containing materials is maintained at a level that ensures their full interaction and the necessary distribution of iron between the metal and slags, as well as to maintain (maintain) the carbon content in the melt approximately equal to its content in the initially carbonized melt. In addition, the amount of heat entering the bath for the implementation of endothermic recovery processes depends on the ratio of these materials. This condition is satisfied when the proportion of carbon-containing material is 25-50% of the amount of iron-containing material.
Уменьшение этого соотношения приводит к "холодному" ходу плавки, к высокому содержанию окислов железа в шлаке, увеличению потерь железа с ним, в результате чего снижается выход металла и увеличивается удельный расход материалов. A decrease in this ratio leads to a "cold" course of smelting, to a high content of iron oxides in the slag, to an increase in the loss of iron with it, as a result of which the metal yield decreases and the specific consumption of materials increases.
Доля углеродсодержащего материала более 50% от массы железосодержащего материала приводит к значительному превышению прихода тепла над его расходом, "горячему" ходу плавки, нерациональному использованию избытка тепла, уменьшению содержания окислов железа в шлаке, затруднениям с удалением шлака из-за его высокой вязкости, выкосам металла и снижению его выхода. The share of carbon-containing material more than 50% by weight of the iron-containing material leads to a significant excess of the heat input over its consumption, the “hot” melting process, the irrational use of excess heat, a decrease in the content of iron oxides in the slag, difficulties in removing the slag due to its high viscosity, mowing metal and reduce its output.
Удельный расход используемых материалов зависит от оптимального распределения восстанавливаемого железа между металлом и шлаком. Показателем оптимального распределения между расплавом и шлаком является содержание окислов железа в уделяемом шлаке. Содержание окислов железа в шлаке менее 5% свидетельствует о более раннем усвоении железосодержащего материала и о превышении необходимой длительности восстановления, что увеличивает продолжительность плавки и снижает производительность процесса. Кроме этого, такой шлак имеет повышенную вязкость, плохо удаляется из агрегата, и при его удалении теряется металл. The specific consumption of the materials used depends on the optimal distribution of the reduced iron between the metal and slag. An indicator of the optimal distribution between the melt and slag is the content of iron oxides in the slag given. The content of iron oxides in the slag of less than 5% indicates an earlier assimilation of the iron-containing material and the excess of the required reduction time, which increases the duration of the smelting and reduces the productivity of the process. In addition, this slag has a high viscosity, is poorly removed from the unit, and when it is removed, metal is lost.
Содержание окислов железа в шлаке более 30% приводит к значительным потерям железа с удаляемым шлаком в виде окислов и корольков металла, уменьшению степени извлечения железа и повышению удельного расхода шихтовых материалов и кислорода. Повышенные потери с корольками металла связаны с энергичным взаимодействием металла и переокисленного шлака в момент удаления последнего. The content of iron oxides in the slag of more than 30% leads to significant losses of iron with the removed slag in the form of metal oxides and kings, a decrease in the degree of iron extraction and an increase in the specific consumption of charge materials and oxygen. Increased losses with the kings of the metal are associated with the vigorous interaction of the metal and peroxidized slag at the time of removal of the latter.
По мере подачи железосодержащего и углеродсодержащего материалов происходит увеличение массы железоуглеродистого расплава и шлака, который периодически удаляется из агрегата. As the iron-containing and carbon-containing materials are supplied, an increase in the mass of the iron-carbon melt and slag, which is periodically removed from the unit, occurs.
Формирование шлака с необходимыми физическими и химическими свойствами осуществляют добавлением шлакообразующего материала, например извести. Это обеспечивает образование шлака, имеющего низкую температуру плавления, малую вязкость и, следовательно, хорошее удаление из агрегата. The formation of slag with the necessary physical and chemical properties is carried out by adding slag-forming material, for example lime. This ensures the formation of slag having a low melting point, low viscosity and, therefore, good removal from the unit.
После получения заданного количества железоуглеродистого расплава переходят от подачи в ванну продувочной смеси из азота и кислорода к чисто кислородной продувке для окислительного рафинирования и нагрева металлического расплава. Переход осуществляют после усвоения загруженных в агрегат железосодержащего, углеродсодержащего и шлакообразующего материалов и оптимального распределения восстанавливаемого железа между металлом и шлаком. Достижение этого распределения обеспечивает спокойное, без выбросов и выносов, протекание окислительного рафинирования и нагрева металла до заданных параметров по температуре и химическому составу. After obtaining a predetermined amount of the iron-carbon melt, they switch from supplying a purge mixture of nitrogen and oxygen to the bath to a purely oxygen purge for oxidative refining and heating of the metal melt. The transition is carried out after the assimilation of the iron-containing, carbon-containing and slag-forming materials loaded into the unit and the optimal distribution of the reduced iron between the metal and slag. Achieving this distribution ensures a quiet, free of emissions and outflows, oxidative refining and heating of the metal to the specified parameters in temperature and chemical composition.
Пример осуществления способа. В 160-тонном агрегате оставляют 45 т металла от предыдущей плавки следующего химического состава, мас.%: С 0,1; Мn 0,08; Р 0,010 с температурой 1610oС, что на 80oС выше его температуры плавления. Для получения активного углеродсодержащего расплава, способного восстанавливать значительное количество окислов железа, в металлическую ванну подают 2,3 т антрацита фракцией 0-6 мм. Одновременно расплав перемешивают смесью азота и кислорода в соотношении 1:1, подаваемой через верхнюю продувочную фурму. В результате науглероживания получают железоуглеродистый расплав с содержанием углерода 3,6% и температурой 1360oС и перегревом над температурой плавления 150oС.An example implementation of the method. In a 160-ton unit, 45 tons of metal from the previous smelting of the following chemical composition are left, wt.%: C 0.1; Mn 0.08; P 0.010 with a temperature of 1610 o C, which is 80 o C above its melting point. To obtain an active carbon-containing melt capable of reducing a significant amount of iron oxides, 2.3 tons of anthracite with a fraction of 0-6 mm are fed into a metal bath. At the same time, the melt is mixed with a mixture of nitrogen and oxygen in a ratio of 1: 1 supplied through the upper purge lance. As a result of carburization, an iron-carbon melt is obtained with a carbon content of 3.6% and a temperature of 1360 ° C. and overheating above a melting point of 150 ° C.
В подготовленную таким образом металлическую ванну порционно загружают железосодержащий (агломерат), углеродсодержащий (антрацит) и шлакообразующий (известь) материалы. В оптимальном варианте производят загрузку указанных материалов 9 порциями. Количество порций в первую очередь зависит от массы металла, оставляемого от предыдущей плавки. Так при массе оставленного металла 15 т подача необходимого количества материалов потребует загрузки их 17 порциями. Масса металлического расплава к моменту загрузки каждой порции, ее составляющих, а также интервалы времени между загрузками представлены в табл. 1. Iron-containing (agglomerate), carbon-containing (anthracite) and slag-forming (lime) materials are portion-loaded into the metal bath thus prepared. In the best case scenario, these materials are loaded in 9 portions. The number of servings primarily depends on the mass of metal left from the previous heat. So with a mass of metal left of 15 tons, the supply of the required amount of materials will require loading them in 17 portions. The mass of the metal melt at the time of loading of each portion, its components, as well as the time intervals between downloads are presented in table. one.
Загрузку шихтовых материалов производят из бункеров, расположенных над агрегатом, без прекращения продувки. Предпочтительными параметрами режима загрузки являются:
- рассредоточенная подача каждой порции с интенсивностью 5:7 т/мин;
- предварительное смешение загружаемых материалов.The charge materials are loaded from bins located above the unit, without stopping the purge. Preferred boot mode options are:
- dispersed feed of each portion with an intensity of 5: 7 t / min;
- preliminary mixing of the loaded materials.
Одновременно с загрузкой шихтовых материалов ванну продувают через верхнюю водоохлаждаемую фурму смесью азота и кислорода со средним расходом 800 м3/мин и давлением 14-16 атм. Соотношение объемного расхода азота и кислорода в смеси составляет в среднем 500 и 300 м3/мин соответственно. Расход смеси, соотношение ее составляющих, а также положение фурмы при продувке изменяют в соответствии с заранее разработанным режимом плавки.Simultaneously with the loading of charge materials, the bath is blown through the upper water-cooled lance with a mixture of nitrogen and oxygen with an average flow rate of 800 m 3 / min and a pressure of 14-16 atm. The ratio of the volumetric flow rate of nitrogen and oxygen in the mixture averages 500 and 300 m 3 / min, respectively. The flow rate of the mixture, the ratio of its components, as well as the position of the tuyeres during purging, are changed in accordance with a previously developed melting mode.
В результате перемешивания и восстановительно-окислительных процессов между железоуглеродистым расплавом, шлаком, загруженными материалами и кислородом получают 160 т железоуглеродистого расплава с содержанием углерода 3,7% и температурой 1320oС.As a result of mixing and reduction and oxidation processes between the iron-carbon melt, slag, loaded materials and oxygen, 160 tons of iron-carbon melt with a carbon content of 3.7% and a temperature of 1320 o C. are obtained.
По мере восстановления железосодержащего материала происходит увеличение массы металлического расплава и шлака. По мере накопления последний периодически удаляют. Первое удаление шлака производят после загрузки и восстановления 88 т агломерата, т.е. перед подачей шестой порции загружаемых материалов после 28 мин продувки азотно-кислородной смесью. Второе удаление шлака производят после загрузки и восстановления 87 г агломерата, т.е. перед подачей девятой порции загружаемых материалов после 58 мин продувки. Третье, возможно полное удаление шлака, производят после загрузки и восстановления последней порции шихтовых материалов, т.е. после завершения продувки расплава смесью азота и кислорода в течение 72 мин. As the iron-containing material is reduced, an increase in the mass of the metal melt and slag occurs. As it accumulates, the latter is periodically removed. The first slag removal is carried out after loading and recovery of 88 tons of sinter, i.e. before serving the sixth portion of the loaded materials after 28 minutes of purging with a nitrogen-oxygen mixture. The second slag removal is carried out after loading and recovering 87 g of agglomerate, i.e. before serving the ninth portion of the loaded materials after 58 minutes of purging. The third, possibly complete removal of slag, is carried out after loading and restoring the last portion of the charge materials, i.e. after completion of purging the melt with a mixture of nitrogen and oxygen for 72 minutes
Общая продолжительность трехкратного удаления шлака 10 мин. The total duration of three times the removal of
Cостав удаляемого шлака, мас.%: SiO2 30-34; Al2O3 10-14; СаО 34-38; MgO 8-11; FeO 6-10.The composition of the removed slag, wt.%: SiO 2 30-34; Al 2 O 3 10-14; CaO 34-38; MgO 8-11; FeO 6-10.
Полученный железоуглеродистый расплав продувают в течение 13 мин кислородом с расходом 800 м3/мин и интенсивностью 5,3 м3/мин через верхнюю водоохлаждаемую фурму. При этом в начале продувки подают 8,0 т извести. В результате этого получают сталь следующего химического состава, мас.%: С 0,08; Mn 0,08; S 0,012 и P 0,014; Fe остальное и температурой 1620oС.The obtained iron-carbon melt is blown for 13 minutes with oxygen at a flow rate of 800 m 3 / min and an intensity of 5.3 m 3 / min through the upper water-cooled lance. At the same time, at the beginning of purging, 8.0 tons of lime are supplied. As a result of this, steel of the following chemical composition is obtained, wt.%: C 0.08; Mn 0.08; S 0.012; and P 0.014; Fe the rest and a temperature of 1620 o C.
После удаления шлака проводят выпуск 108 : 110 т металла, а 40-45 т металла оставляют для проведения следующей плавки. After slag removal, the release of 108: 110 tons of metal is carried out, and 40-45 tons of metal is left for the next heat.
Продолжительность отдельных операций плавки в устоявшемся режиме следующие:
- загрузка углеродсодержащего материала в металл, оставленный от предыдущей плавки, продувка нейтральным газом для ускорения науглероживания расплава 10 мин;
- продувка железоуглеродистого расплава смесью азота и кислорода, включая загрузку шихтовых материалов, полное восстановление железосодержащего материала 72 мин;
- трехкратное промежуточное удаление шлака по ходу и после продувки железоуглеродистого расплава смесью азота и кислорода 12 мин;
- продувка железоуглеродистого расплава кислородом для получения стали заданного состава и температуры 15 мин;
- отбор проб металла и шлака, замер температуры, выпуск металла и шлама 11 мин;
Общая продолжительность плавки 120 мин.The duration of the individual operations of melting in the steady state is as follows:
- loading carbon-containing material into the metal left from the previous heat, purging with a neutral gas to accelerate the carburization of the melt for 10 minutes;
- purging the iron-carbon melt with a mixture of nitrogen and oxygen, including loading charge materials, the complete recovery of iron-containing material 72 min;
- triple intermediate removal of slag along and after purging the iron-carbon melt with a mixture of nitrogen and oxygen for 12 minutes;
- purge the iron-carbon melt with oxygen to obtain steel of a given composition and temperature of 15 minutes;
- sampling of metal and slag, temperature measurement, release of metal and
The total duration of the
Масса каждой порции шихтовых материалов, интервалы времени между загрузками порций, масса металлического расплава к моменту загрузки очередной порции в зависимости от массы металла, оставленного от предыдущей плавки, приведены в табл. 2. The mass of each batch of charge materials, the time intervals between batch loads, the mass of the molten metal by the time the next batch is loaded, depending on the mass of metal left from the previous heat, are given in table. 2.
Удельный расход шихтовых материалов и продувочных газов следующий: агломерат (содержание Fe 59%) 2080 кг/т; антрацит 705 кг/т; известь 460 кг/т; кислород 320 м3/т; азот 375 м3/т.The specific consumption of charge materials and purge gases is as follows: sinter (
Выход годного в виде готовой стали составлял 93%. The yield in the form of finished steel was 93%.
Производительность 160-тонного конвертера составляла 48,5 т/ч, что свидетельствует о высокой эффективности процесса. The capacity of the 160-ton converter was 48.5 t / h, which indicates a high efficiency of the process.
Claims (5)
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118338A RU2115743C1 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Method of direct steel making from iron-containing materials in converter |
| AU15145/99A AU1514599A (en) | 1997-11-13 | 1998-11-12 | Method for the direct production of steel from iron-containing materials in a converter |
| PCT/RU1998/000375 WO1999025880A1 (en) | 1997-11-13 | 1998-11-12 | Method for the direct production of steel from iron-containing materials in a converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118338A RU2115743C1 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Method of direct steel making from iron-containing materials in converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2115743C1 true RU2115743C1 (en) | 1998-07-20 |
| RU97118338A RU97118338A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20198728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118338A RU2115743C1 (en) | 1997-11-13 | 1997-11-13 | Method of direct steel making from iron-containing materials in converter |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU1514599A (en) |
| RU (1) | RU2115743C1 (en) |
| WO (1) | WO1999025880A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1706216A1 (en) * | 1985-11-10 | 1996-04-20 | Московский институт стали и сплавов | Method for melting oxidized raw materials of ferrous metals in furnace with liquid bath |
| CA1337241C (en) * | 1987-11-30 | 1995-10-10 | Nkk Corporation | Method for smelting reduction of iron ore and apparatus therefor |
| US4815079A (en) * | 1987-12-17 | 1989-03-21 | Polaroid Corporation | Optical fiber lasers and amplifiers |
-
1997
- 1997-11-13 RU RU97118338A patent/RU2115743C1/en active
-
1998
- 1998-11-12 AU AU15145/99A patent/AU1514599A/en not_active Abandoned
- 1998-11-12 WO PCT/RU1998/000375 patent/WO1999025880A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999025880A1 (en) | 1999-05-27 |
| AU1514599A (en) | 1999-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPWO2014112432A1 (en) | Converter steelmaking | |
| US4543125A (en) | Process of making steel in converter using a great amount of iron-bearing cold material | |
| RU2115743C1 (en) | Method of direct steel making from iron-containing materials in converter | |
| RU2107737C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JP2020125541A (en) | Converter refining method | |
| EP0160376A2 (en) | Method for producing steel in a top oxygen blown vessel | |
| JP2003049216A (en) | Method for producing molten steel | |
| JP3486886B2 (en) | Steelmaking method using two or more converters | |
| RU2177508C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JPH0437135B2 (en) | ||
| RU2233890C1 (en) | Method of making low-carbon steel in oxygen converter | |
| RU2699468C1 (en) | Steel production method | |
| JPH11181513A (en) | Method for melting iron-containing cold material | |
| JPH116006A (en) | Sub raw material charging method into converter | |
| RU2382824C1 (en) | Method of steel melting | |
| SU1071645A1 (en) | Method for making steel | |
| JPS6247417A (en) | Melt refining method for scrap | |
| JPH0860221A (en) | Converter steelmaking method | |
| RU2088672C1 (en) | Method for smelting steel in oxygen converters | |
| SU1312103A1 (en) | Method for producng steel in arc furnaces | |
| SU1647028A1 (en) | Process for steel melting | |
| SU1611943A1 (en) | Method of melting steel in high-power arc furnaces | |
| RU2205230C2 (en) | Method for steel melting in hearth-type melting unit | |
| SU1740428A1 (en) | Method for smelting steel in metallocord production | |
| JPH03115516A (en) | Continuously refining method in converter type metallurgical furnace |