RU2269578C1 - Rail steel melting method in electric arc furnace - Google Patents
Rail steel melting method in electric arc furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2269578C1 RU2269578C1 RU2004121517A RU2004121517A RU2269578C1 RU 2269578 C1 RU2269578 C1 RU 2269578C1 RU 2004121517 A RU2004121517 A RU 2004121517A RU 2004121517 A RU2004121517 A RU 2004121517A RU 2269578 C1 RU2269578 C1 RU 2269578C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- lime
- slag
- furnace
- ladle
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки рельсовой стали в дуговой электропечи.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for smelting rail steel in an electric arc furnace.
Известен выбранный в качестве прототипа способ выплавки рельсовой стали, включающий завалку в дуговую электросталеплавильную печь металлолома, чугуна и извести, расплавление металлошихты, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию путем присадки железной руды и извести, скачивание окислительного шлака через порог рабочего окна, раскисление стали и шлака в печи, последующий выпуск стали под печным шлаком в ковш, присадку в ковш во время выпуска смеси, состоящей из извести, плавикового шпата, силикокальция и феррованадия, отличающийся тем, что в завалку дополнительно присаживают железную руду в количестве 4-5% от веса завалки, известь подают в количестве 4-8% от веса завалки, чугун присаживают в виде жидкого чугуна, который заливают сверху в печь после проплавления металлолома при расходе электроэнергии 220-320 КВт·ч/т металлолома в количестве 30-35% от веса завалки со скоростью 6-12 т/мин, при этом газообразный кислород подают с расходом 15-30 нм3·ч/т стали, а температуру в печи при окислении углерода поддерживают не более 1680°С, железную руду и известь для дефосфорации присаживают с расходом 70-120 кг/т в соотношении соответственно (1-2):(2,5-3,5) с последующим спуском окислительного шлака, а расход присаживаемой в ковш во время выпуска стали смеси поддерживают в пределах 18-27 кг/т стали при соотношении в ней извести, плавикового шпата, силикокальция и феррованадия (1÷1.50):(0,30÷0,40):(0,50÷0,65):(0,07÷0,15) соответственно [1].A known method of smelting rail steel selected as a prototype is known, including filling scrap metal, cast iron and lime in an electric arc furnace, melting a metal charge, oxidizing carbon with gaseous oxygen, dephosphorizing by adding iron ore and lime, downloading oxidative slag through a working window threshold, deoxidizing steel and steel in the furnace, the subsequent release of steel under the furnace slag into the ladle, the additive in the ladle during the production of the mixture consisting of lime, fluorspar, silicocalcium and ferrovanadium, characterized by the fact that iron ore is additionally planted in the amount of 4-5% of the weight of the filling, lime is fed in the amount of 4-8% of the weight of the filling, the iron is planted in the form of molten iron, which is poured from above into the furnace after scrap metal is melted at a power consumption 220-320 kW · h / t scrap metal in an amount of 30-35% of the weight of the filling at a speed of 6-12 t / min, while gaseous oxygen is supplied with a flow rate of 15-30 nm 3 · h / t steel, and the temperature in the furnace at carbon oxidation is supported by no more than 1680 ° C, iron ore and lime for dephosphorization they are pulled at a flow rate of 70-120 kg / t in a ratio, respectively (1-2) :( 2.5-3.5) followed by a run-off of oxidizing slag, and the flow rate of the mixture that is seated in the ladle during steel production is maintained within 18-27 kg / t of steel with a ratio of lime, fluorspar, silicocalcium and ferrovanadium (1 ÷ 1.50) in it: (0.30 ÷ 0.40) :( 0.50 ÷ 0.65) :( 0.07 ÷ 0.15) respectively [1].
Существенными недостатками данного способа получения стали являются:Significant disadvantages of this method of producing steel are:
- высокий износ футеровки в связи с пониженной концентрацией оксидов магния в первичном шлаке и насыщением шлака оксидами магния из огнеупорной кладки печи;- high wear of the lining due to the reduced concentration of magnesium oxides in the primary slag and saturation of the slag with magnesium oxides from the refractory masonry of the furnace;
- значительная концентрация фосфора в стали в связи с поздним шлакообразованием в печи и рефосфорацией в связи с раскислением печного шлака и выпуском стали под печным шлаком;- a significant concentration of phosphorus in steel due to late slag formation in the furnace and rephosphorization due to the deoxidation of furnace slag and the release of steel under furnace slag;
- повышенная концентрация кислорода в стали в связи с попаданием окисленного печного шлака в ковш;- increased oxygen concentration in steel due to the ingress of oxidized furnace slag into the ladle;
- высокий расход ферросплавов в связи с введением последних в печь и контактом с окисленным шлаком;- high consumption of ferroalloys in connection with the introduction of the latter into the furnace and contact with oxidized slag;
- повышенная загрязненность стали неметаллическими включениями эндогенного и экзогенного характера и в связи с этим низкий уровень механических свойств.- increased pollution became non-metallic inclusions of endogenous and exogenous nature and in connection with this low level of mechanical properties.
Известен также способ выплавки стали в конвертере, включающий ввод в конвертер металлического лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку извести и в качестве шлакообразующего материала ожелезненного известково-магнезиального флюса [2].There is also known a method of steelmaking in a converter, which includes introducing scrap metal into the converter, casting iron, blowing metal with oxygen, an additive of lime, and as a slag-forming material of iron-calcined magnesia flux [2].
Существенными недостатками изобретения являются:Significant disadvantages of the invention are:
1. Количество вводимого MgO с ожелезненным известково-магнезиальным флюсом приводит к получению в шлаке более 15% MgO, вследствие чего формируются густые магнезиальные шлаки, снижающие степень дефосфорации стали и способствующие увеличению загрязненности стали неметаллическими включениями экзогенного характера. Кроме того, густые магнезиальные шлаки способствуют оголению зеркала металла и насыщению стали газами (азотом, кислородом и водородом), при этом уровень механических свойств стали заметно снижается.1. The amount of MgO introduced with iron-lime-magnesia flux leads to the production of more than 15% MgO in slag, as a result of which thick magnesian slags are formed, which reduce the degree of dephosphorization of steel and contribute to an increase in steel pollution by non-metallic inclusions of an exogenous nature. In addition, thick magnesian slag contributes to the exposure of the metal mirror and the saturation of the steel with gases (nitrogen, oxygen and hydrogen), while the level of mechanical properties of the steel decreases markedly.
2. Использование заявляемой для кислородного конвертера шлаковой системы для дуговых электросталеплавильных печей приводит к низкой вспенивающей способности шлака, в результате чего снижается экранирование дуг шлаком, за счет чего интенсивное излучение дуг приводит в ряде случаев к прогару водоохлаждаемых панелей и эрозии футеровки печи.2. The use of a slag system for an oxygen converter for an electric arc furnace is claimed to result in a low foaming ability of the slag, which reduces the shielding of the arcs by slag, due to which the intense emission of arcs leads in some cases to burnout of water-cooled panels and erosion of the furnace lining.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются: увеличение стойкости футеровки печи, снижение расхода ферросплавов, повышение степени дефосфорации стали, снижение уровня загрязненности стали неметаллическими включениями и повышение уровня механических свойств стали.The desired technical results of the invention are: increasing the resistance of the furnace lining, reducing the consumption of ferroalloys, increasing the degree of dephosphorization of steel, reducing the level of contamination of steel with non-metallic inclusions and increasing the level of mechanical properties of steel.
Для этого предлагается способ выплавки рельсовой стали в дуговой электропечи, включающий завалку в печь металлолома, заливку жидкого чугуна, присадку извести, расплавление металлошихты, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию путем присадки железной руды и извести, скачивание окислительного шлака через порог рабочего окна, выпуск стали в ковш, присадку в ковш во время выпуска смеси извести, плавикового шпата и ферросплавов, отличающийся тем, что известь вводят в составе смеси, содержащей известково-магнезиальный ожелезненный флюс и известь, при соотношении флюса и извести (0,15-0,50):1 в количестве 25-40 кг/т стали до получения в шлаке концентрации MgO=8-15%, а СаО не менее 35%, причем осуществляют продувку газообразным кислородом для получения концентрации FeO в шлаке не менее 15%, при выпуске стали в ковш осуществляют отсечку печного шлака, известь и плавиковый шпат в ковш присаживают в количестве соответственно 15-20 кг/т стали и 3-5 кг/т стали, а в качестве ферросплава вводят силикомарганец в количестве 0,8-1,0 кг/т стали, и осуществляют доводку стали по химическому составу на агрегате типа "ковш-печь".To this end, a method is proposed for smelting rail steel in an electric arc furnace, including filling in a scrap metal furnace, pouring molten iron, an additive for lime, melting a metal charge, oxidizing carbon with gaseous oxygen, dephosphorization by adding iron ore and lime, downloading oxidative slag through the threshold of the working window, and releasing steel in the bucket, an additive in the bucket during the production of a mixture of lime, fluorspar and ferroalloys, characterized in that the lime is introduced into the mixture containing lime-magnesia known flux and lime, with a ratio of flux and lime (0.15-0.50): 1 in the amount of 25-40 kg / t of steel until the concentration of MgO = 8-15% and CaO is not less than 35% in the slag, and purge with gaseous oxygen to obtain a concentration of FeO in the slag of at least 15%; when steel is released into the ladle, furnace slag is cut off, lime and fluorspar are added to the ladle in the amount of 15-20 kg / t of steel and 3-5 kg / t of steel, respectively and as ferroalloy, silicomanganese is introduced in an amount of 0.8-1.0 kg / t of steel, and the steel is refined according to the chemical composition of and a ladle-furnace unit.
Заявляемые пределы подобраны исходя из следующих предпосылок.The claimed limits are selected based on the following premises.
Для формирования требуемого для плавки шлака и обеспечения концентрации MgO÷8-15% и СаО не менее 35% соотношение смеси, содержащей известково-магнезиальный ожелезненный флюс и известь должно быть в пределах соответственно (0,15÷0,50):1.To form the slag required for melting and ensure the concentration of MgO ÷ 8-15% and CaO at least 35%, the ratio of the mixture containing calc-magnesian iron flux and lime should be in the range respectively (0.15 ÷ 0.50): 1.
Количество смеси менее 25 кг/т не обеспечивает требуемый уровень дефосфорации, а также требуемое "укрывное" свойство шлака от проникновения газов из атмосферы печи в сталь.The amount of the mixture less than 25 kg / t does not provide the required level of dephosphorization, as well as the required "covering" property of the slag from the penetration of gases from the atmosphere of the furnace into steel.
При количестве смеси более 40 кг/т стали значительно увеличивается количество печного шлака, что приводит к потерям тепловой энергии на нагрев шлака и повышению эксплуатационных затрат.When the amount of the mixture is more than 40 kg / t of steel, the amount of furnace slag increases significantly, which leads to the loss of thermal energy for heating the slag and increase operating costs.
При концентрации FeO менее 15% в связи с высокой вязкостью шлака снижается степень дефосфорации и повышается загрязненность стали неметаллическими включениями экзогенного характера.At a FeO concentration of less than 15%, due to the high viscosity of the slag, the degree of dephosphorization decreases and the contamination of steel with non-metallic inclusions of an exogenous nature increases.
Исключение операции раскисления стали и шлака в печи позволяет исключить восстановление фосфора из шлака и переход его в сталь, в связи с чем в сочетании с отсечкой шлака общий уровень фосфора в стали, выплавленной без раскисления значительно ниже, чем с раскислением стали и шлака в печи.The elimination of the deoxidation of steel and slag in the furnace eliminates the reduction of phosphorus from the slag and its transition to steel, and therefore, in combination with the slag cut-off, the total phosphorus level in steel smelted without deoxidation is much lower than with the deoxidation of steel and slag in the furnace.
Для формирования в ковше шлака с целью снижения загрязненности стали неметаллическими включениями и десульфурации в период выпуска плавки в ковш присаживаются известь и плавиковый шпат. При присадке в ковш извести менее 15 кг/т стали и плавикового шпата менее 3% не удается обеспечить требуемые рафинировочные свойства шлака, а при увеличении присадки извести более 20 кг/т стали и плавикового шпата более 5% возрастают тепловые потери и эксплуатационные затраты.To form slag in the ladle in order to reduce the contamination of steel by non-metallic inclusions and desulfurization during lime production, lime and fluorspar are put in the ladle. With an additive of less than 15 kg / t of steel and fluorspar in the ladle of less than 3%, the required refining properties of slag cannot be achieved, and with an increase in the additive of lime more than 20 kg / t of steel and fluorspar, heat losses and operating costs increase.
С целью снижения окисленности стали и легирования стали марганцем осуществляется присадка силикомарганца на нижний предел выплавляемой стали, что составляет 0,8-1,0 кг/т стали. С целью снижения "угара" ферросплавов легирование стали в печи и в ковше перенесено на агрегат типа "ковш-печь".In order to reduce the oxidation of steel and alloy steel with manganese, silicomanganese is added to the lower limit of smelted steel, which is 0.8-1.0 kg / t of steel. In order to reduce the "burnout" of ferroalloys, the alloying of steel in the furnace and in the ladle was transferred to a ladle-furnace unit.
Заявляемый способ выплавки рельсовой стали в дуговой электропечи был реализован при выплавке рельсовой стали марок НЭ76Ф и Э76Ф в дуговых электросталеплавильных печах типа ДСП-100И7 с трансформаторами 95 МВА.The inventive method of smelting rail steel in an electric arc furnace was implemented in the smelting of rail steel grades NE76F and E76F in electric arc furnace type DSP-100I7 with transformers 95 MVA.
На опытных плавках использовался известково-магнезиальный флюс, содержащий, мас.%: FeOобщ=5,0-9,0%; СаОобщ>51,0%; MgO>28,0%; SiO2<5,0%; S<0,06%; P<0,06%; ппп - менее 3%. Размер кусков - 13-60 мм. Температура флюса - 1300-1380°С.In the experimental melts, a lime-magnesia flux was used, containing, wt.%: FeO total = 5.0-9.0%; CaO total >51.0%;MgO>28.0%; SiO 2 <5.0%; S <0.06%; P <0.06%; PPP - less than 3%. The size of the pieces is 13-60 mm. Flux temperature - 1300-1380 ° С.
Выплавка осуществлялась по следующей схеме. Завалка состояла из металлолома и жидкого чугуна. В печь в период плавления присаживалась смесь, состоящая из известково-магнезиального ожелезненного флюса и извести в количестве 2500-4000 кг на плавку в соотношении (0,15-0,50):1. При этом обеспечивалась концентрация MgO=8-15%, СаО>35%, FeO>15%. Шлак и сталь в печи не раскислялись. Выпуск был организован с отсечкой печного шлака, в ковш во время выпуска присаживались 1500-2000 кг извести и 300-500 кг плавикового шпата, а также в зависимости от концентрации марганца в стали 800-1000 кг силикомарганца МнС17. Дальнейшую доводку стали (присадку феррованадия, силикокальция и других ферросплавов) проводили на агрегате "ковш-печь".Smelting was carried out according to the following scheme. The filling consisted of scrap metal and molten iron. A mixture consisting of calc-magnesian iron flux and lime in an amount of 2500-4000 kg per heat in a ratio of (0.15-0.50): 1 was seated in the furnace during the melting period. In this case, the concentration of MgO = 8-15%, CaO> 35%, FeO> 15% was ensured. Slag and steel in the furnace were not deoxidized. The release was organized with a furnace slag cut-off, during the release, 1500-2000 kg of lime and 300-500 kg of fluorspar were planted in the ladle, and depending on the concentration of manganese in the steel, 800-1000 kg of silicomanganese MnC17. Further refinement of steel (an additive of ferrovanadium, silicocalcium and other ferroalloys) was carried out on a ladle-furnace unit.
Заявляемый способ позволил увеличить стойкость футеровки на 6-8%, повысить степень дефосфорации стали в среднем на 3,7%, снизить расход ферросплавов: кремнийсодержащих на 15-18%, марганецсодержащих на 1,5%, ванадийсодержащих на 1,5-3,0%, кальцийсодержащих - в 1,5-2,5 раза, снизить длину строчки оксидных включений на 0,1-0,2 мм; повысить ударную вязкость рельсовой стали в среднем на 0,05 МДж/м2.The inventive method allowed to increase the lining resistance by 6-8%, increase the degree of dephosphorization of steel by an average of 3.7%, reduce the consumption of ferroalloys: silicon-containing by 15-18%, manganese-containing by 1.5%, vanadium-containing by 1.5-3, 0%, calcium-containing - 1.5-2.5 times, reduce the length of the line of oxide inclusions by 0.1-0.2 mm; increase the impact strength of rail steel by an average of 0.05 MJ / m 2 .
Источники информацииInformation sources
1. Пат. РФ №2197536, кл. С 21 С 5/52, 7/06.1. Pat. RF №2197536, class C 21 C 5/52, 7/06.
2. Пат. РФ №2164952, кл. С 21 С 5/28.2. Pat. RF №2164952, class C 21 C 5/28.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121517A RU2269578C1 (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Rail steel melting method in electric arc furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004121517A RU2269578C1 (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Rail steel melting method in electric arc furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2269578C1 true RU2269578C1 (en) | 2006-02-10 |
Family
ID=36049967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004121517A RU2269578C1 (en) | 2004-07-13 | 2004-07-13 | Rail steel melting method in electric arc furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2269578C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102965467A (en) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 德龙钢铁有限公司 | Low-cost efficient dephosphorization smelting process for electric arc furnace |
RU2608010C1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-01-11 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of steel making in electric arc furnace |
CN106893801A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 中国科学院金属研究所 | A kind of electric arc furnaces molten steel extra furnace dephosphorization method |
CN112210639A (en) * | 2020-10-13 | 2021-01-12 | 上海电气上重铸锻有限公司 | Method for rapidly dephosphorizing by electric arc furnace |
-
2004
- 2004-07-13 RU RU2004121517A patent/RU2269578C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102965467A (en) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 德龙钢铁有限公司 | Low-cost efficient dephosphorization smelting process for electric arc furnace |
CN102965467B (en) * | 2012-10-31 | 2013-12-11 | 德龙钢铁有限公司 | Low-cost efficient dephosphorization smelting process for electric arc furnace |
RU2608010C1 (en) * | 2015-09-09 | 2017-01-11 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method of steel making in electric arc furnace |
CN106893801A (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-27 | 中国科学院金属研究所 | A kind of electric arc furnaces molten steel extra furnace dephosphorization method |
CN106893801B (en) * | 2015-12-18 | 2018-11-06 | 中国科学院金属研究所 | A kind of electric arc furnaces molten steel extra furnace dephosphorization method |
CN112210639A (en) * | 2020-10-13 | 2021-01-12 | 上海电气上重铸锻有限公司 | Method for rapidly dephosphorizing by electric arc furnace |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2269578C1 (en) | Rail steel melting method in electric arc furnace | |
CN111455131A (en) | Smelting and continuous casting method of high-cleanliness wear-resistant steel | |
RU2350661C1 (en) | Method for melting of rail steel in electric arc furnace | |
RU2302471C1 (en) | Method of making steel in electric arc steel melting furnace | |
JPH10130714A (en) | Production of steel for wire rod excellent in wire drawability and cleanliness | |
RU2258084C1 (en) | Method of making steel in electric arc furnace | |
RU2364632C2 (en) | Steel production method | |
RU2415180C1 (en) | Procedure for production of rail steel | |
RU2269577C1 (en) | Steel producing method in electric arc steel melting furnace | |
RU2333255C1 (en) | Method of steel smelting | |
RU2398889C1 (en) | Procedure for melting rail steel | |
RU2347820C2 (en) | Method of steel melting | |
RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
RU2403290C1 (en) | Rail steel melting method | |
RU2404263C1 (en) | Method of steel making in arc-type steel-making furnace | |
RU2437941C1 (en) | Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron | |
RU2400541C1 (en) | Procedure for rail steel melting | |
RU2258083C1 (en) | Method of making rail steel | |
RU2384627C1 (en) | Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace | |
RU2425154C1 (en) | Procedure for refining rail steel in ladle-furnace | |
RU2315115C1 (en) | Method of making rail steel | |
RU2398888C1 (en) | Procedure for melting rail steel | |
RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels | |
RU2333257C1 (en) | Method of steel manufacturing in arc steel-smelting furnace | |
RU2346059C1 (en) | Smelting method of rail steel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100714 |