RU2147615C1

RU2147615C1 - Slag mixture for steel treatment in ladle

Info

Publication number: RU2147615C1
Application number: RU98122403A
Authority: RU
Inventors: В.С. Лисин; В.Н. Скороходов; В.П. Настич; В.М. Кукарцев; В.Г. Мизин; Д.В. Захаров; М.К. Филяшин; В.Н. Хребин; Ю.Ф. Суханов; В.И. Лебедев
Original assignee: АО "Новолипецкий металлургический комбинат"
Priority date: 1998-12-08
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2000-04-20

Abstract

FIELD: metallurgy, particularly, steel treatment with solid slag mixtures in course of steel tapping from metal melting unit into casting ladle. SUBSTANCE: slag mixture contains aluminum granules, calcium carbide, line in the form of lumps partially calcined with 2-20% of limestone and fluorspar contained in lumps. Fraction composition ratio of slag mixture components is the following: lime:fluorspar = 0.125-5.0; lime:aluminum = 0.3-7.2; lime-calcium carbide = 0.1-5.0. Slag mixture contains the following amount of components, wt. %: lime, 30-80; aluminum, 1-30; calcium carbide, 0.5-35; fluospar, the balance. EFFECT: higher efficiency of steel desulfurization during steel tapping from steel melting unit into casting ladle. 1 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к обработке стали твердыми шлаковыми смесями в процессе ее выпуска из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш. The invention relates to metallurgy, and more particularly to the processing of steel by solid slag mixtures in the process of its release from the steelmaking unit into the steel pouring ladle.

Наиболее близкой по технической сущности является шлаковая смесь для обработки стали в ковше в процессе ее выпуска из сталеплавильного агрегата, содержащая известь, алюминий и плавиковый шпат (авт. св. СССР N 1682401 A, C 21 C 7/06, 07.10.91). The closest in technical essence is the slag mixture for processing steel in the ladle during its release from the steelmaking unit, containing lime, aluminum and fluorspar (ed. St. USSR N 1682401 A, C 21 C 7/06, 07.10.91).

Недостатком известной шлаковой смеси является замедленное наведение рафинировочного шлака в ковше, а также недостаточная эффективность удаления серы из стали. A disadvantage of the known slag mixture is the delayed guidance of refining slag in the ladle, as well as the insufficient efficiency of sulfur removal from steel.

Это объясняется тем, что известь в смеси находится полностью в обожженном состоянии и нерегламентированным составом компонентов в смеси и их фракционного состава. This is due to the fact that the lime in the mixture is completely burnt and the unregulated composition of the components in the mixture and their fractional composition.

Технический эффект при использовании изобретения заключается в повышении эффективности удаления серы из стали и ее десульфурации при выпуске стали из сталеплавильного агрегата в сталеразливочный ковш. The technical effect when using the invention is to increase the efficiency of removal of sulfur from steel and its desulfurization during the release of steel from the steelmaking unit into the steel pouring ladle.

Указанный технический эффект достигается тем, что шлаковая смесь для обработки стали в ковше содержит известь, алюминий и плавиковый шпат. The specified technical effect is achieved in that the slag mixture for processing steel in a ladle contains lime, aluminum and fluorspar.

Смесь дополнительно содержит карбид кальция, причем она содержит алюминий в гранулах, а известь - в частично обожженном состоянии в виде кусков, содержащих 2 - 20% известняка, при соотношении в смеси фракционного состава: извести к плавиковому шпату, равном 0,125 - 5; извести к алюминию - 0,3 - 7,2 и извести к карбиду кальция - 0,1 - 5,0, при соотношении в ней компонентов, мас.%:
известь - 30 - 80
алюминий - 1 - 30
карбид кальция - 0,5 - 35,0
плавиковый шпат - остальное
а количество компонентов в шлаковой смеси составляет, мас.%:
известь - 30 - 80
алюминий - 1 - 30
карбид кальция - 0,5 - 35
плавиковый шпат - остальное
Повышение эффективности удаления серы из стали и ее десульфурации будет происходить вследствие ускоренного наведения шлака в ковше из-за оптимального его состава по компонентам и их фракционному составу. Наличие в шлаковой смеси гранул алюминия необходимой фракции предопределяет образование легкоплавкой эвтектики Al₂O₃. При этом обеспечивается быстрый перевод извести в жидкое состояние вследствие образования и присутствия в расплаве Al₂O₃. Присутствие в шлаковой смеси карбида кальция, являющимся сильным раскислителем, увеличивает кинетику перемешивания всех составляющих образующегося шлака.The mixture additionally contains calcium carbide, and it contains aluminum in granules, and lime in a partially calcined state in the form of pieces containing 2 - 20% limestone, with a ratio in the mixture of fractional composition: lime to fluorspar, equal to 0.125 - 5; lime to aluminum - 0.3 - 7.2 and lime to calcium carbide - 0.1 - 5.0, with a ratio of components in it, wt.%:
lime - 30 - 80
aluminum - 1 - 30
calcium carbide - 0.5 - 35.0
fluorspar - rest
and the number of components in the slag mixture is, wt.%:
lime - 30 - 80
aluminum - 1 - 30
calcium carbide - 0.5 - 35
fluorspar - rest
The increase in the efficiency of sulfur removal from steel and its desulfurization will occur due to the accelerated slag guidance in the ladle due to its optimal composition by components and their fractional composition. The presence of the necessary fraction in the slag mixture of aluminum granules predetermines the formation of a low-melting eutectic Al ₂ O ₃ . This ensures a quick transfer of lime into a liquid state due to the formation and presence of Al ₂ O ₃ in the melt. The presence of calcium carbide in the slag mixture, which is a strong deoxidizer, increases the mixing kinetics of all components of the resulting slag.

Диапазон значений количества известняка в кусках извести в пределах 2 - 20% объясняется физико-химическими закономерностями растворения извести. При меньших значениях не будет обеспечиваться барботаж расплава из-за малого количества выделяющегося CO₂. При больших значениях будет происходить переохлаждение расплава вследствие большого количества выделяющегося CO₂.The range of values of the amount of limestone in pieces of lime in the range of 2 - 20% is explained by the physicochemical laws of lime dissolution. At lower values, the melt will not be bubbled due to the small amount of CO ₂ emitted. At high values, melt will be supercooled due to the large amount of CO ₂ emitted.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от количества серы в стали, выпускаемой из сталеплавильного агрегата в ковш. The specified range is set in direct proportion to the amount of sulfur in the steel produced from the steelmaking unit into the ladle.

Диапазон значений соотношений фракционного состава компонентов шлаковой смеси в пределах (известь): (плавиковый шпат) = 0,125 - 5,0, (известь): (алюминий) = 0,3 - 7,2 и (известь):(карбид кальция) = 0,10 - 5,0 объясняется физико-химическими закономерностями эффективности их использования и усвоения. При меньших значениях будет увеличиваться время наведения шкала вследствие большой фракции компонентов шлаковой смеси. При больших значениях будет недостаточной эффективность использования плавикового шпата, алюминия и карбида кальция вследствие малой величины фракции компонентов шлаковой смеси. При этом алюминий и карбид кальция быстро сгорают и не успевают усваиваться расплавом. The range of ratios of the fractional composition of the components of the slag mixture in the range of (lime): (fluorspar) = 0.125 - 5.0, (lime): (aluminum) = 0.3 - 7.2 and (lime) :( calcium carbide) = 0.10 - 5.0 is explained by physico-chemical laws of the effectiveness of their use and assimilation. At lower values, the scale guidance time will increase due to the large fraction of the components of the slag mixture. At large values, the use of fluorspar, aluminum and calcium carbide will be insufficient due to the small fraction of the components of the slag mixture. At the same time, aluminum and calcium carbide quickly burn out and do not have time to be absorbed by the melt.

Указанные диапазоны устанавливаются в прямой зависимости от содержания серы в стали, выпускаемой из сталеплавильного агрегата. The indicated ranges are set in direct proportion to the sulfur content in steel produced from the steelmaking unit.

Диапазон значений количества извести в шлаковой смеси в пределах 30 - 80% объясняется физико-химическими закономерностями десульфурации стали. При меньших и больших значениях будет уменьшаться интенсивность процесса десульфурации. The range of values of the amount of lime in the slag mixture in the range of 30 - 80% is explained by the physicochemical laws of steel desulfurization. At lower and higher values, the intensity of the desulfurization process will decrease.

Указанный диапазон устанавливается в прямой зависимости от содержания серы в выпускаемой из стаплавильного агрегата стали. The specified range is set in direct proportion to the sulfur content in steel produced from the steelmaking unit.

Диапазон значений содержания алюминия в шлаковой смеси в пределах 1 - 30% объясняется физико-химическими закономерностями десульфурации стали. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность десульфурации стали. При больших значениях будет происходить перерасход алюминия без дальнейшего повышения интенсивности десульфурации. The range of aluminum contents in the slag mixture in the range of 1-30% is explained by the physicochemical laws of steel desulfurization. At lower values, the necessary intensity of steel desulfurization will not be provided. At high values, aluminum will be overspended without further increasing the desulfurization intensity.

Указанный диапазон устанавливается в обратной зависимости от содержания серы в выпускаемой из сталеплавильного агрегата стали. The specified range is set in inverse proportion to the sulfur content in the steel produced from the steelmaking unit.

Диапазон значений содержания карбида кальция в шлаковой смеси в пределах 0,5 - 35,0% объясняется физико-химическими закономерностями наведения шлака. При меньших значениях не будет обеспечиваться необходимая интенсивность перемешивания в шлаке всех его составляющих. При больших значениях будет происходить науглероживание расплава вследствие интенсивного образования оксида кальция. The range of calcium carbide content in the slag mixture in the range of 0.5 - 35.0% is due to the physicochemical laws of slag guidance. At lower values, the necessary intensity of mixing in the slag of all its components will not be provided. At high values, carburization of the melt will occur due to the intense formation of calcium oxide.

Анализ научно-исследовательской и патентной литературы показывает отсутствие совпадения отличительных признаков заявляемой шлаковой смеси с другими техническими решениями. На основании этого делается вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". Ниже дан вариант осуществления изобретения с различными технологическими параметрами, не исключающий другие варианты в пределах формулы изобретения. Analysis of the research and patent literature shows the lack of coincidence of the distinctive features of the claimed slag mixture with other technical solutions. Based on this, it is concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step". The following is an embodiment of the invention with various process parameters, not excluding other options within the scope of the claims.

После выплавки в конвертере емкостью 350 т стали с химическим составом, %: C = 0,12; Mn = 0,7; Si = 0,3; S = 0,025 - 0,035; P = 0,020; Al = 0,04; Cr = 0,10; Ni = 0,15; Cu = 0,20; Mo = 0,03; N = 0,006. Сталь выпускают из конвертера в сталеразливочный ковш соответствующей емкости. В процессе выпуска выплавленной стали из конвертера в сталеразливочный ковш подают твердую шлаковую смесь. Шлаковая смесь содержит в виде кусков известь, плавильный шпат, гранулированный алюминий и карбид кальция. Известь находится в частично обожженном состоянии с содержанием в кусках 2 - 20% известняка. Соотношение фракционного состава компонентов шлаковой смеси составляет (известь): (плавиковый шпат) = 0,125 - 5,0, (известь):(алюминий) = 0,3 - 7,2, (известь): (карбид кальция) = 0,10 - 5,0. Количество компонентов в шлаковой смеси составляет, мас.%:
известь - 30 - 80
алюминий - 1 - 30
карбид кальция - 0,5 - 35
плавиковый шпат - остальное
В таблице приведены примеры состава шлаковой смеси в зависимости от количества серы в выпускаемой из конвертера стали в сталеразливочный ковш.After smelting in a converter with a capacity of 350 tons of steel with a chemical composition,%: C = 0.12; Mn = 0.7; Si = 0.3; S = 0.025-0.035; P = 0.020; Al = 0.04; Cr = 0.10; Ni = 0.15; Cu = 0.20; Mo = 0.03; N = 0.006. Steel is discharged from the converter into a steel pouring ladle of an appropriate capacity. In the process of releasing the smelted steel from the converter, a solid slag mixture is fed into the steel pouring ladle. The slag mixture contains lime, smelter, granular aluminum and calcium carbide in the form of pieces. Lime is partially burnt with a content of 2 - 20% limestone in pieces. The ratio of the fractional composition of the components of the slag mixture is (lime): (fluorspar) = 0.125 - 5.0, (lime) :( aluminum) = 0.3 - 7.2, (lime): (calcium carbide) = 0.10 - 5.0. The number of components in the slag mixture is, wt.%:
lime - 30 - 80
aluminum - 1 - 30
calcium carbide - 0.5 - 35
fluorspar - rest
The table shows examples of the composition of the slag mixture depending on the amount of sulfur in the steel produced from the converter into the steel pouring ladle.

Расход компонентов шлаковой смеси составляет: известь - 5 - 20 кг/т стали; алюминий гранулированный - 0,3 - 2,5 кг/т стали; плавиковый шпат - 1,5 - 5,0 кг/т стали; карбид кальция - 0,01 - 0,035 кг/т стали. The consumption of components of the slag mixture is: lime - 5 - 20 kg / t of steel; granular aluminum - 0.3 - 2.5 kg / t of steel; fluorspar - 1.5 - 5.0 kg / t of steel; calcium carbide - 0.01 - 0.035 kg / t of steel.

В первом и пятом примерах вследствие несоответствия содержания известняка в кусках извести, фракционного состава компонентов шлаковой смеси и их количеств в смеси необходимым пределам не обеспечивается достаточная степень десульфурации стали в сталеразливочном ковше. In the first and fifth examples, due to the inconsistency of the limestone content in the lime pieces, the fractional composition of the components of the slag mixture and their amounts in the mixture to the required limits, a sufficient degree of desulfurization of steel in the steel pouring ladle is not provided.

В оптимальных примерах 2 - 4 вследствие необходимых значений содержания известняка в кусках извести, фракционного состава компонентов и их количества в шлаковой смеси обеспечивается технологически достаточная десульфурация стали в сталеразливочном ковше после ее выпуска из сталеплавильного агрегата перед направлением ковша на установку непрерывной разливки стали. Применение изобретения позволяет повысить эффективность десульфурации стали в 3,5 - 4,5 раза. In optimal examples 2 to 4, due to the required values of the limestone content in the pieces of lime, the fractional composition of the components and their amount in the slag mixture, technologically sufficient desulfurization of the steel in the steel pouring ladle is ensured after it is discharged from the steelmaking unit before the ladle is sent to the continuous steel casting unit. The use of the invention allows to increase the efficiency of desulfurization of steel in 3.5 - 4.5 times.

Claims

Slag-forming mixture for processing steel in a ladle containing lime, aluminum and fluorspar, characterized in that it additionally contains calcium carbide, moreover, it contains aluminum in granules and lime in a partially calcined state in the form of pieces containing 2 - 20% limestone , when the ratio in the mixture of fractional composition: lime to fluorspar, equal to 0.125 - 5, lime to aluminum - 0.3 - 7.2 and lime to calcium carbide - 0.1 - 5.0 in the following ratio of components in it, wt .%:
Lime - 30 - 80
Aluminum - 1 - 30
Calcium Carbide - 0.5 - 35.0
Fluorspar - Other