RU2247784C1 - Batch for steel smelting - Google Patents
Batch for steel smelting Download PDFInfo
- Publication number
- RU2247784C1 RU2247784C1 RU2003136937/02A RU2003136937A RU2247784C1 RU 2247784 C1 RU2247784 C1 RU 2247784C1 RU 2003136937/02 A RU2003136937/02 A RU 2003136937/02A RU 2003136937 A RU2003136937 A RU 2003136937A RU 2247784 C1 RU2247784 C1 RU 2247784C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- less
- silicon carbide
- slag
- steel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/0025—Adding carbon material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в плавильных агрегатах различного типа. Заявляемое изобретение может быть использовано в процессах выплавки стали как рядовых, так и высоколегированных марок стали.The invention relates to ferrous metallurgy, namely to the production of steel in smelting units of various types. The claimed invention can be used in steelmaking processes both ordinary and high alloy steel grades.
Известна шихта для выплавки стали, содержащая чугун в качестве науглероживающего материала, металлический лом, шлакообразующие материалы при следующем соотношении компонентов, мас.%:Known charge for steelmaking, containing cast iron as a carburizing material, scrap metal, slag-forming materials in the following ratio of components, wt.%:
чугун 6-40cast iron 6-40
стальной лом 60-94steel scrap 60-94
шлакообразующие 0,5-2,0slag-forming 0.5-2.0
(технологическая инструкция ТИ - 243 ММ-01-98 на производство стали в мартеновской печи Нижнеднепровского трубопрокатного завода, ОАО; технологическая инструкция ДТИ-48-ЦТ-97 на производство стали в дуговых печах Днепропетровского стрелочного завода, ОАО).(technological instruction TI - 243 MM-01-98 for steel production in the open-hearth furnace of the Nizhnedneprovsky pipe rolling plant, OJSC; technological instruction DTI-48-CT-97 for steel production in arc furnaces of the Dnipropetrovsk switch plant, OJSC).
В качестве науглероживающего материала в состав вышеперечисленных шихт вводится чугун для обеспечения в металлической ванне после расплавления шихты содержания углерода больше нижней границы концентрации углерода в заданной марке стали на 0,3-0,5%. Указанное содержание углерода в металле после расплавления необходимо для проведения качественного окислительного процесса. Граница содержания чугуна в шихте обосновывается физико-химическими и кинетическими особенностями прохождения процесса плавления шихты в различных плавильных агрегатах (электродуговая печь, мартеновская печь и т.д.).As a carburizing material, cast iron is introduced into the composition of the above charges to provide a carbon content in the metal bath after the charge is melted that is 0.3-0.5% higher than the lower limit of carbon concentration in a given steel grade. The specified carbon content in the metal after melting is necessary for a high-quality oxidation process. The boundary of the content of cast iron in the mixture is justified by the physicochemical and kinetic features of the passage of the melting process of the mixture in various melting units (electric arc furnace, open-hearth furnace, etc.).
Основным недостатком вышеприведенного состава является то, что в качестве науглероживающего материала используется дорогой и дефицитный чугун;The main disadvantage of the above composition is that expensive and scarce cast iron is used as the carburizing material;
высокое содержание в чугуне в качестве науглероживателя серы и фосфора приводит к увеличению энергетических и, следовательно, материальных затрат на их дальнейшее удаление из расплава;the high content of sulfur and phosphorus as a carburizer in pig iron leads to an increase in energy and, consequently, material costs for their further removal from the melt;
происходит переокисление стальной ванны в процессе плавления и дальнейшего окислительного периода.reoxidation of the steel bath occurs during the melting process and the subsequent oxidation period.
Наиболее близким является техническое решение по патенту Украины №47979, МПК С 21 С 5/00, БИ №7, 2002 г., в котором шихта для выплавки стали содержит: стальной лом, науглероживающие материалы, шлакообразующие вещества, а в качестве науглероживающего материала используется углеродокарбидкремниевый материал и углерод высокотемпературной кальцинации при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest is the technical solution according to the patent of Ukraine No. 47979, IPC C 21 C 5/00, BI No. 7, 2002, in which the mixture for steelmaking contains: steel scrap, carburizing materials, slag-forming substances, and is used as carburizing material silicon carbon carbide material and carbon of high temperature calcination in the following ratio of components, wt.%:
углеродокарбидкремниевый материал 0,4-1,1silicon carbide material 0.4-1.1
углерод высокотемпературной кальцинации 0,6-1,9high-temperature calcination carbon 0.6-1.9
шлакообразующие вещества 1,5-2,0slag-forming substances 1.5-2.0
стальной лом остальноеsteel scrap else
Недостатком шихты по прототипу является то, что науглероживающие материалы входят в состав шихты в тонкодисперсном виде, что, в свою очередь, приводит к потерям науглероживающих материалов (до 30%) за счет аэродинамических потоков, возникающих в плавильных агрегатах.The disadvantage of the charge according to the prototype is that the carburizing materials are part of the charge in a finely divided form, which, in turn, leads to the loss of carburizing materials (up to 30%) due to the aerodynamic flows that occur in the melting units.
Технической задачей, решаемой в данном изобретении, является качественное улучшение шихты для выплавки стали за счет сокращения потерь науглероживающих материалов и соответственно снижение затрат науглероживающих материалов.The technical problem solved in this invention is the qualitative improvement of the charge for steelmaking by reducing the loss of carburizing materials and, accordingly, reducing the cost of carburizing materials.
Данная техническая задача решается за счет того, что в шихте для выплавки стали содержится стальной лом, углеродокарбидкремниевый материал, углерод высокотемпературной кальцинации, шлакообразующие материалы, при этом она содержит в качестве углеродокарбидкремниевого материала - материал, содержащий карбид кремния менее 15% и свободный углерод не менее 65%, при этом материал, содержащий карбид кремния менее 15% и свободный углерод не менее 65%, углерод высокотемпературной кальцинации и шлакообразующие материалы, задают в шихту в брикетированном виде при следующем соотношении компонетов, мас.%:This technical problem is solved due to the fact that the batch for steelmaking contains steel scrap, carbon-silicon carbide material, high-temperature calcination carbon, slag-forming materials, while it contains carbon-silicon-silicon material - a material containing silicon carbide of less than 15% and free carbon of not less than 65%, while the material containing silicon carbide is less than 15% and free carbon is at least 65%, high-temperature calcination carbon and slag-forming materials are set into a briquette in the charge prefecture as the following ratio of the component, wt.%:
материал, содержащий карбид кремния менее 15%material containing silicon carbide less than 15%
и свободный углерод не менее 65% 30-60and free carbon not less than 65% 30-60
углерод высокотемпературной кальцинации 25-40high temperature calcination carbon 25-40
шлакообразующие материалы 7-13slag-forming materials 7-13
Технический результат достигается за счет того, что содержание в шихте дополнительных составляющих, таких как углеродокарбидкремниевый материал и углерод высокотемпературной кальцинации с большим содержанием серы, в соотношениях, определенных эмпирическим путем и приведенных выше и основное - в брикетированном виде, позволяет повысить качество готовой стали и снизить потери науглероживающих материалов. Очень важно и то, что в состав шихты по изобретению входят вторичные материалы электротермического производства, что влияет на снижение себестоимости стали и улучшение экологической ситуации.The technical result is achieved due to the fact that the content in the charge of additional components, such as carbon-silicon carbide material and high-temperature calcination carbon with a high sulfur content, in the ratios determined empirically and given above and mainly in briquetted form, improves the quality of finished steel and reduces loss of carburizing materials. It is also very important that the composition of the mixture according to the invention includes secondary materials of electrothermal production, which affects the reduction in the cost of steel and the improvement of the environmental situation.
В качестве стального лома используется стальной лом по ГОСТ 2787-75.As steel scrap, steel scrap is used in accordance with GOST 2787-75.
В качестве углеродокарбидкремниевого материала используется вторичный материал, который используется при производстве графитированных материалов (например, марки МУ-1). Этот материал содержит менее 15% карбида кремния и не менее 65% свободного углерода. Присутствующий в составе углеродокарбидкремниевого материала карбид кремния при расплавлении стального лома взаимодействует с жидким железом по реакции:As the carbon-silicon carbide material, secondary material is used, which is used in the production of graphitized materials (for example, MU-1 grade). This material contains less than 15% silicon carbide and at least 65% free carbon. Silicon carbide present in the composition of the carbon-silicon carbide material during the melting of steel scrap interacts with liquid iron by the reaction:
SiCтв+[Fе]→[Si]Fе+[С]Fе,SiC tv + [Fe] → [Si] Fe + [C] Fe ,
с ассимиляцией расплавленным металлом стальной ванны кремния и углерода.with assimilation by molten metal of a steel bath of silicon and carbon.
Указанная особенность взаимодействия SiC влияет на механизм и регулирует скорость обезуглероживания стальной ванны, блокирует переокисление металла в период окисления углерода.The indicated feature of the interaction of SiC affects the mechanism and regulates the decarburization rate of the steel bath, blocks metal reoxidation during carbon oxidation.
Комбинация углеродосодержащих материалов с карбидом кремния обеспечивает достаточность процесса науглероживания и раскисляющий эффект.The combination of carbon-containing materials with silicon carbide provides a sufficient carbonization process and a deoxidizing effect.
Дополнительное ведение карбида кремния металлургического (СТП 002222-162-99) вводится для корректировки соотношения SiC-С=0,15-0,65, подобранного эмпирическим путем, обеспечивающего максимальный металлургический эффект брикета.Additional management of metallurgical silicon carbide (STP 002222-162-99) is introduced to adjust the ratio SiC-C = 0.15-0.65, selected empirically, providing the maximum metallurgical effect of the briquette.
При соотношении SiC-:-С менее 0,15 в начале окислительного периода плавки наблюдается повышенное окисление железа до FеO. При соотношении SiC-:-С более 0,65 блокируется окисление углерода, что требует дополнительного расхода окислителей, приводит к перегреву стальной ванны, отрицательно действующей на футеровку печи, а также удлиняется время плавки.When the ratio SiC -: - C is less than 0.15, at the beginning of the oxidation period of smelting, increased oxidation of iron to FeO is observed. When the ratio SiC -: - With more than 0.65, carbon oxidation is blocked, which requires an additional consumption of oxidizing agents, leads to overheating of the steel bath, which negatively affects the furnace lining, and also prolongs the melting time.
Комбинация углеродосодержащих материалов с карбидом кремния обеспечивает достаточность процесса науглероживания и раскисляющий эффект.The combination of carbon-containing materials with silicon carbide provides a sufficient carbonization process and a deoxidizing effect.
Пределы содержания компонентов в составе смеси объясняются следующим.The limits of the content of components in the composition of the mixture are explained as follows.
Углеродокарбидкремниевый материал (ТУУ 322-00196204.005-99) при содержании углеродокарбидкремниевого материала (МУ-1) в составе брикета менее 30% не обеспечивает блокирование процессов переокисления стальной ванны. При содержании углеродокарбидкремниевого материала (МУ-1) в составе брикета более 60% повышается концентрация оксида кремния в шлаке, что приводит к снижению основности шлака и, как следствие, уменьшению его десульфирующих и дефосфорирующих свойств.Silicon carbon-carbide material (TUU 322-00196204.005-99) when the content of silicon-carbon carbide material (MU-1) in the briquette is less than 30% does not block the processes of steel bath oxidation. When the content of carbon-silicon carbide material (MU-1) in the briquette exceeds 60%, the concentration of silicon oxide in the slag increases, which leads to a decrease in the basicity of the slag and, as a consequence, a decrease in its desulfurizing and dephosphorizing properties.
Углерод высокотемпературной кальцинации (графит) (ТУУ 322-00196204.005-99) является вторичным материалом, который образуется при производстве графитированных электродов (например, марки ПФ-1). При содержании этого материала в составе брикета менее 25% науглероживание стальной ванны недостаточное, а при содержании в брикете графита высокотемпературной кальцинации более 40% недостаточно блокируется процесс переокисления стальной ванны.High-temperature calcination carbon (graphite) (TUU 322-00196204.005-99) is a secondary material that is formed during the production of graphite electrodes (for example, PF-1 grade). When the content of this material in the briquette is less than 25%, the carburization of the steel bath is insufficient, and when the content of high temperature calcination in the briquette is more than 40%, the process of oxidizing the steel bath is not sufficiently blocked.
Шлакообразующие материалы - связующие - представляют собой оксидную систему СаO-SiO2-Аl2O3, характеризуются гидратным твердением и относительно высокой температурой плавления, позволяющей изготовить брикеты достаточно высокой прочности и огнеупорности. Наличие в составе брикетов свободного кремнезема приводит к взаимодействию его с СаO шлакообразующего материала - связующего и снижению температуры его плавления.Slag-forming materials - binders - are the oxide system CaO-SiO 2 -Al 2 O 3 , are characterized by hydration hardening and a relatively high melting point, which allows to produce briquettes of sufficiently high strength and fire resistance. The presence of free silica in the briquettes leads to its interaction with the CaO of a slag-forming material - a binder and a decrease in its melting temperature.
Постепенное оплавление шлакообразующих - связки к моменту образования металлического расплава - сопровождается взаимодействием свободного углерода и карбида кремния с жидким металлом.The gradual melting of slag-forming compounds, by the moment of formation of a metal melt, is accompanied by the interaction of free carbon and silicon carbide with liquid metal.
При содержании в составе брикета шлакообразующего - связки менее 7 мас.% не обеспечивается необходимая прочность брикета, наблюдается рассыпание брикета. При содержании более 13 мас.% снижается скорость реагирования брикетов с металлическим расплавом.When the content of the slag-forming briquette — the binder — is less than 7 wt.%, The necessary briquette strength is not provided, and the briquette spills. When the content is more than 13 wt.%, The reaction rate of the briquettes with a metal melt decreases.
Предлагаемое техническое решение “Шихта для выплавки стали” соответствует критерию “новизна”, о чем говорит приведенный выше перечень отличий по отношению к прототипу, выбранному заявителем на основании поиска по научно-техническим и патентным источникам информации.The proposed technical solution “The mixture for steelmaking” meets the criterion of “novelty”, as evidenced by the above list of differences with respect to the prototype selected by the applicant on the basis of a search for scientific, technical and patent sources of information.
Проведенный анализ известных технических решений показал, что заявляемый перечень существенных признаков не найден среди известных решений, что соответствует критерию изобретения - изобретательский уровень.The analysis of the known technical solutions showed that the claimed list of essential features was not found among the known solutions, which meets the criteria of the invention - inventive step.
Оптимальность процентных соотношений компонентов шихты для выплавки стали подтверждается экспериментальными плавками, проведенными в электродуговой печи ОАО “ДЗС” и в мартеновской печи в условиях ОАО “НТЗ”. Анализ проведенных плавок на шихте, заявляемой данным изобретением, показал, что усвоение углерода составило 85 - 90%, тогда как при использовании шихты по прототипу усвоение углерода было 79-84%.The optimality of the percentage ratios of the components of the charge for steelmaking is confirmed by experimental smelting conducted in an electric arc furnace of OJSC “DZS” and in an open-hearth furnace in the conditions of OJSC “NTZ”. The analysis of the melts on the charge claimed by this invention showed that the absorption of carbon was 85 - 90%, while when using the charge according to the prototype, the absorption of carbon was 79-84%.
Использование шихты в брикетированном виде позволяет повысить степень усвоения углерода, снизить потери науглероживающих материалов (до 30% на некоторых марках сталей) и снизить использование раскислителей.The use of the mixture in briquetted form allows to increase the degree of assimilation of carbon, reduce the loss of carburizing materials (up to 30% on some steel grades) and reduce the use of deoxidizers.
Предлагаемый состав шихты с использованием брикетов приведенного состава может быть легко воспроизведен и использоваться при производстве рядовых и высоколегированных марок стали.The proposed composition of the mixture using briquettes of the given composition can be easily reproduced and used in the production of ordinary and high alloy steel grades.
Таким образом, техническое решение соответствует критерию промышленная применимость.Thus, the technical solution meets the criterion of industrial applicability.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136937/02A RU2247784C1 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Batch for steel smelting |
PCT/RU2004/000459 WO2005061740A1 (en) | 2003-12-24 | 2004-11-19 | Mixture for making steel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003136937/02A RU2247784C1 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Batch for steel smelting |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2247784C1 true RU2247784C1 (en) | 2005-03-10 |
Family
ID=34709470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003136937/02A RU2247784C1 (en) | 2003-12-24 | 2003-12-24 | Batch for steel smelting |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2247784C1 (en) |
WO (1) | WO2005061740A1 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3807986A (en) * | 1971-06-09 | 1974-04-30 | Lukens Steel Co | Combination iron and iron oxide briquette and method of using |
RU2015173C1 (en) * | 1991-01-31 | 1994-06-30 | Владимир Владимирович Куклинский | Steel melting method |
RU2213788C2 (en) * | 2001-12-26 | 2003-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭкоМашГео" | Method of steel-making in electric-arc furnace |
UA47979A (en) * | 2002-01-24 | 2002-07-15 | Науково-Виробнича Фірма "Техносплави" | A charge to melt steel |
-
2003
- 2003-12-24 RU RU2003136937/02A patent/RU2247784C1/en active
-
2004
- 2004-11-19 WO PCT/RU2004/000459 patent/WO2005061740A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Jp 63-179016 А, 23.07.1988. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2005061740A1 (en) | 2005-07-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2247784C1 (en) | Batch for steel smelting | |
RU2044061C1 (en) | Composition burden for steel melting | |
RU2302471C1 (en) | Method of making steel in electric arc steel melting furnace | |
RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
RU2258084C1 (en) | Method of making steel in electric arc furnace | |
CA2995170A1 (en) | Method for making steel in an electric arc furnace | |
RU2350661C1 (en) | Method for melting of rail steel in electric arc furnace | |
RU2269578C1 (en) | Rail steel melting method in electric arc furnace | |
JP2003147430A (en) | Reducing agent for steelmaking, and steelmaking method | |
RU2404263C1 (en) | Method of steel making in arc-type steel-making furnace | |
RU2347820C2 (en) | Method of steel melting | |
RU2364632C2 (en) | Steel production method | |
RU2805114C1 (en) | Steel melting method in electric arc furnace | |
RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
RU2697129C2 (en) | Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting | |
RU2294382C1 (en) | Charge for smelting the steel in the arc-furnaces | |
RU2204612C1 (en) | Method for melting manganese-containing steel | |
RU2384627C1 (en) | Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace | |
US2049091A (en) | Manufacture of metallic alloys | |
RU2131927C1 (en) | Method of pyrometallurgical processing of vanadium-containing and iron-ore materials | |
RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
RU2208052C1 (en) | Steel melting method | |
SU821503A1 (en) | Method of steel smelting | |
UA47979A (en) | A charge to melt steel | |
SU1300037A1 (en) | Steel melting method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20061212 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20080414 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100210 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20110224 |
|
RH4A | Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation |
Effective date: 20110428 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention | ||
RZ4A | Other changes in the information about an invention |