RU2272079C2 - Method of production of the stainless steels, in particular, chromium- and chromium-nickel-containing high-quality steels - Google Patents
Method of production of the stainless steels, in particular, chromium- and chromium-nickel-containing high-quality steels Download PDFInfo
- Publication number
- RU2272079C2 RU2272079C2 RU2003114415/02A RU2003114415A RU2272079C2 RU 2272079 C2 RU2272079 C2 RU 2272079C2 RU 2003114415/02 A RU2003114415/02 A RU 2003114415/02A RU 2003114415 A RU2003114415 A RU 2003114415A RU 2272079 C2 RU2272079 C2 RU 2272079C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tuyeres
- slag
- melt
- purge
- oxygen
- 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
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, конкретно к способу получения нержавеющих сталей.The invention relates to the field of metallurgy, and specifically to a method for producing stainless steels.
Известны многоступенчатые процессы получения хром- или хромникельсодержащих высококачественных сталей в плавильной установке, содержащей, по меньшей мере, две емкости. При этом в зависимости от соответствующей технологии проводится обезуглероживание до содержания углерода ниже 0,3%. Для этого требуются высокие затраты энергии и неизбежны падения температуры.Multistage processes are known for producing chromium or chrome nickel-containing high-quality steels in a smelter containing at least two containers. Moreover, depending on the appropriate technology, decarburization is carried out to a carbon content below 0.3%. This requires high energy costs and temperature drops are inevitable.
Такой способ известен из DE 19621143. Описанный здесь способ осуществляется в плавильной установке, содержащей две емкости. Обе емкости работают параллельно, причем в каждую емкость могут вставляться попеременно электроды для расплавления шихты или трубки для продувки (сверху) и/или вдувания в расплав сбоку кислорода и кислородных смесей. Таким образом, емкости служат сначала в качестве плавильного, а потом рафинирующего агрегата. После продувки шлак восстанавливают восстанавливающими средствами, такими как, например, ферросилиций, алюминий или вторичный алюминий, при добавке шлакообразующих компонентов, например извести и флюорита, для регенерации окисленного хрома, а затем сливают. В основе изобретения лежит задача повысить экономичность такого способа.Such a method is known from DE 19621143. The method described herein is carried out in a smelter comprising two containers. Both containers operate in parallel, and electrodes can be inserted alternately into each container to melt the charge or tubes for purging (from above) and / or injecting oxygen and oxygen mixtures into the melt from the side. Thus, the tanks serve first as a melting, and then refining unit. After purging, the slag is reduced by reducing agents, such as, for example, ferrosilicon, aluminum or secondary aluminum, with the addition of slag-forming components, such as lime and fluorite, for the regeneration of oxidized chromium, and then drained. The basis of the invention is to increase the efficiency of this method.
Эта задача решается посредством признаков способа, указанных в отличительной части пунктов 1 или 2 формулы изобретения. Целесообразные формы осуществления способа содержатся в зависимых пунктах формулы изобретения.This problem is solved by the features of the method specified in the characterizing part of paragraphs 1 or 2 of the claims. Suitable forms of implementing the method are contained in the dependent claims.
Сущность изобретения заключается в обратимой обработке невосстановленного конвертерного шлака в режиме работы дуговой электропечи. В отличие от известного способа, в котором восстановление шлака с высоким содержанием хрома и, таким образом, регенерация металлического хрома проводится на стадии способа после расплавления и продувки кислородом и отдельно от них, теперь восстановление проводится одновременно с новым процессом расплавления новой шихты при сохранении шлака от предыдущего процесса продувки в емкости. Таким образом, экономится одна стадия способа, а именно последующее восстановление шлака, а также из системы не удаляется хромсодержащий шлак. В целом благодаря этому способ становится более простым и экономичным.The essence of the invention lies in the reversible processing of unreduced converter slag in the mode of operation of an electric arc furnace. In contrast to the known method, in which the recovery of slag with a high chromium content and, thus, the recovery of metallic chromium is carried out at the stage of the method after melting and purging with oxygen and separately from them, now the reduction is carried out simultaneously with the new process of melting a new charge while maintaining the slag from previous purge process in the tank. Thus, one stage of the method is saved, namely the subsequent reduction of the slag, and also the chromium-containing slag is not removed from the system. In general, due to this, the method becomes simpler and more economical.
В частности, осуществляются следующие стадии:In particular, the following stages are carried out:
а) нагрев шлака с высоким содержанием хрома на первой стадии обработки совместно с расплавлением вводимой шихты, а именно с помощью электроэнергии от электрической дуги,a) heating the slag with a high chromium content in the first stage of processing together with the melting of the introduced charge, namely with the help of electricity from an electric arc,
b) восстановление шлака с высоким содержанием хрома в течение процесса расплавления кремнием и углеродом при благоприятных термодинамических условиях электрической дуги, после того как расплав достигнет значения температуры минимум 1490°С, с последующим удалением шлака;b) recovery of high chromium slag during the process of melting with silicon and carbon under favorable thermodynamic conditions of an electric arc, after the melt reaches a temperature of at least 1490 ° C, followed by removal of slag;
с) обработка расплава в той же емкости продувкой, вследствие чего благодаря вдуванию кислорода или кислородных смесей через верхние фурмы, боковые трубки, боковые донные фурмы, боковые фурмы, донные фурмы или продувочные кирпичи по отдельности или в комбинации, смотря по обстоятельствам, расплав обезуглероживается до содержания углерода <0,9%, предпочтительно <0,4%, и нагревается до температуры выпуска от 1620 до 1720°С;c) treatment of the melt in the same tank by blowing, due to which, by blowing oxygen or oxygen mixtures through the upper tuyeres, side tubes, side bottom tuyeres, side tuyeres, bottom tuyeres or purge bricks individually or in combination, as the case may be, the melt is decarburized carbon content <0.9%, preferably <0.4%, and is heated to a discharge temperature from 1620 to 1720 ° C;
d) перемешивание расплава инертным газом, который вводят через верхние фурмы, боковые трубки, боковые донные фурмы, боковые фурмы, донные фурмы или продувочные кирпичи в отдельности или в комбинации, смотря по обстоятельствам;d) mixing the melt with an inert gas that is introduced through the top tuyeres, side tubes, side bottom tuyeres, side tuyeres, bottom tuyeres or blowing bricks individually or in combination, as appropriate;
е) вдувание сверху или сбоку легирующих добавок, шлакообразующих добавок, раскислителей, оксидметаллической или металлосодержащей пыли или смесей через верхние фурмы, боковые трубки, боковые донные фурмы, боковые фурмы, донные фурмы или продувочные кирпичи в отдельности или в комбинации, смотря по обстоятельствам;f) blowing from above or from the side of alloying additives, slag-forming additives, deoxidants, metal oxide or metal dust or mixtures through upper tuyeres, side tubes, side bottom tuyeres, side tuyeres, bottom tuyeres or blow bricks individually or in combination, as the case may be;
f) последующий слив расплава, причем невосстановленный шлак с высоким содержанием хрома после процесса продувки оставляют в рабочей емкости и восстанавливают в новом цикле процесса расплавления электрической дугой согласно стадии а).f) subsequent discharge of the melt, the unreduced slag with a high chromium content after the purging process is left in the working tank and restored in a new cycle of the process of melting by an electric arc according to stage a).
Предлагаемый способ может в принципе протекать в одной единственной металлургической емкости. Для ускорения выпуска согласно пункту 2 формулы изобретения предлагается проводить способ в плавильной установке с двумя попеременно работающими металлургическими емкостями. В этом случае наряду с обезуглероживающей продувкой шихты в первой рабочей емкости параллельно проводится расплавление второй шихты, включающее восстановление шлака во второй рабочей емкости.The proposed method can, in principle, proceed in a single metallurgical tank. To accelerate the release according to paragraph 2 of the claims, it is proposed to carry out the method in a smelter with two alternately operating metallurgical tanks. In this case, along with the decarburization blowing of the charge in the first working vessel, the second charge is melted in parallel, including the recovery of slag in the second working vessel.
Процесс расплавления может быть проведен также иными способами, нежели посредством электрических дуг, причем следует обратить внимание на то, чтобы сохранялись благоприятные термодинамические условия для восстановления шлака.The melting process can also be carried out by other methods than by means of electric arcs, moreover, care should be taken to maintain favorable thermodynamic conditions for the recovery of slag.
Предпочтительным является проведение продувки кислородом или кислородными смесями в виде продувки сверху и/или боковой продувки. С целью улучшения перемешивания и гомогенизации расплава одновременно с процессом кислородной продувки может осуществляться введение инертного газа.It is preferable to carry out a purge with oxygen or oxygen mixtures in the form of a purge from above and / or side purge. In order to improve mixing and homogenization of the melt, an inert gas may be introduced simultaneously with the oxygen purge process.
Расплав обезуглероживается при времени продувки кислородом от 20 до 40 минут до конечного содержания углерода <0,9%, предпочтительно <0,4%.The melt is decarburized at an oxygen purge time of from 20 to 40 minutes to a final carbon content of <0.9%, preferably <0.4%.
Во время продувки кислородом вводят охлаждающие средства, например, в виде Ni, FeNi, феррохрома, скрапа, а также других железосодержащих металлических сырьевых материалов, например чугунных чушек, DRI (металлизированный железорудный материал) или легирующих добавок, для достижения нужной температуры.During the oxygen purge, coolants, for example, in the form of Ni, FeNi, ferrochrome, scrap, and other iron-containing metallic raw materials, for example cast iron ingots, DRI (metallized iron ore material) or alloying additives, are introduced to achieve the desired temperature.
Согласно предпочтительному выполнению способа процесс продувки завершают при содержании углерода, меньшем или равном 0,9%, предпочтительно меньшем или равном 0,4% и при температуре выше 1680°С, и металлический расплав сливают в ковш. Согласно изобретению шлак оставляют в емкости для восстановления во время следующего процесса расплавления. Отдельно от этого, в дальнейшем процессе обработки, металлический расплав доводят до желаемого конечного содержания углерода <0,1% посредством повторной металлургической обработки, предпочтительно дегазации в вакууме. Это также имеет то преимущество, что может защищаться огнеупорный материал емкости, который в процессе продувки до низких содержаний углерода подвергается сильным нагрузкам.According to a preferred embodiment of the method, the purge process is completed when the carbon content is less than or equal to 0.9%, preferably less than or equal to 0.4% and at a temperature above 1680 ° C, and the metal melt is poured into a ladle. According to the invention, the slag is left in the recovery vessel during the next melting process. Apart from this, in a further processing process, the metal melt is adjusted to the desired final carbon content <0.1% by repeated metallurgical treatment, preferably degassing in vacuum. This also has the advantage that the refractory material of the container can be protected, which is subjected to heavy loads during the purging process to low carbon contents.
Согласно изобретению, шлак с высоким содержанием хрома восстанавливают кремнием или углеродом из кремний- или соответственно углеродсодержащих легирующих компонентов сплава в шихте. В особенно предпочтительном варианте способа предлагается дополнительное введение углерода и, при необходимости, кремния. Оксид хрома, содержащийся в шлаке с высоким содержанием хрома, восстанавливают посредством углерода и кремния непосредственно до металлического хрома.According to the invention, a high chromium slag is reduced by silicon or carbon from silicon or carbon-containing alloying alloy components in a charge. In a particularly preferred embodiment of the method, an additional introduction of carbon and, if necessary, silicon is provided. The chromium oxide contained in the high chromium slag is reduced by carbon and silicon directly to metallic chromium.
Во время расплавления шихты через верхние фурмы, боковые донные фурмы, боковые фурмы, донные фурмы или продувочные кирпичи в отдельности или в комбинации вводят кислород или кислородные смеси для улучшения окисления кремния и углерода.During the melting of the charge through the upper tuyeres, side bottom tuyeres, side tuyeres, bottom tuyeres or purge bricks, oxygen or oxygen mixtures are introduced individually or in combination to improve the oxidation of silicon and carbon.
Дальнейшие подробности и преимущества изобретения следуют из последующего описания, в котором более подробно поясняется представленная на чертеже форма выполнения плавильной установки, в данном случае с двумя металлургическими емкостями, для осуществления способа согласно изобретению. При этом наряду с приведенной выше комбинацией отличительных признаков существенными для изобретения являются также признаки, взятые как в отдельности, так и в других комбинациях. При этом на чертеже показан вид сбоку плавильной установки с двумя рабочими емкостями.Further details and advantages of the invention follow from the following description, in which the embodiment of the melting plant, in this case with two metallurgical tanks, for carrying out the method according to the invention is illustrated in more detail. Moreover, along with the above combination of distinguishing features, the features that are taken separately and in other combinations are also essential for the invention. In this case, the drawing shows a side view of the melting plant with two working tanks.
Плавильная установка 1 состоит из двух рабочих емкостей 2, 3, в которых попеременно осуществляются процесс (I) расплавления дуговой электропечи и процесс (II) продувки. В левой рабочей емкости 2 представлен технологический режим расплавления посредством электрической дуги, в правой рабочей емкости 3 изображено состояние в режиме рафинирования или кислородной продувки для уменьшения содержания углерода в расплаве.The smelting plant 1 consists of two working tanks 2, 3, in which the process (I) of melting the electric arc furnace and the process (II) of purging are alternately carried out. In the left working vessel 2, the technological mode of melting by means of an electric arc is presented; in the right working vessel 3, the state is shown in the refining or oxygen purge mode to reduce the carbon content in the melt.
Фурма 4 для кислородной продувки закреплена на кронштейне 5 и проходит коаксиально главной оси емкости, через колено 6 отводящего газа и центральное отверстие 7 поворотной крышки 8 правой рабочей емкости 3 во внутреннее пространство верхней части емкости 9. Горловина 10 колена 6 отводящего газа примыкает к центральному отверстию 7 крышки 8. Верхняя часть 9 и нижняя часть 11 совместно образуют печную емкость 3. Колено 6 отводного газа имеет возможность поворота посредством поворотного устройства 12 к соседней рабочей емкости 2. В нижней части 11 имеется выпускное отверстие 13, в данном случае донный выпуск для расплава металла, в то время как шлак с высоким содержанием хрома остается в емкости.The oxygen purge lance 4 is mounted on the bracket 5 and passes coaxially to the main axis of the tank, through the knee 6 of the exhaust gas and the central hole 7 of the rotary cover 8 of the right working tank 3 into the inner space of the upper part of the tank 9. The neck 10 of the knee 6 of the exhaust gas is adjacent to the central hole 7 of the cover 8. The upper part 9 and the lower part 11 together form the furnace tank 3. The elbow 6 of the exhaust gas can be rotated by means of a rotary device 12 to the adjacent working vessel 2. In the lower part 11 an outlet 13, in this case a bottom outlet for molten metal, is being drawn, while slag with a high chromium content remains in the vessel.
В днище или в стенке емкости находятся отдельно или в комбинации, смотря по обстоятельствам, донные фурмы 22, продувочные кирпичи, боковые донные продувочные фурмы, боковые фурмы 20 и/или боковые трубки 21, через которые вдувают кислородные смеси, смеси инертных газов или газовые смеси.Separately or in combination, depending on the circumstances, the bottom tuyeres 22, the blowing bricks, the side bottom purge tuyeres, the side tuyeres 20 and / or the side tubes 21 through which oxygen mixtures, inert gas mixtures or gas mixtures are blown, are located separately or in combination at the bottom or in the wall of the container. .
Рабочая емкость 2, изображенная слева, имеет поворотный электрододержатель 14, на котором в данном случае закреплены три электрода 15а, b, c, проходящие через центральную часть 16 крышки левой рабочей емкости 2, которая закрывает центральное отверстие 17.The working capacitance 2, shown on the left, has a rotatable electrode holder 14, on which in this case three electrodes 15a, b, c are fixed, passing through the central part 16 of the cover of the left working capacitor 2, which closes the central hole 17.
После слива расплава металла из рабочей емкости 18 через выпускное отверстие 13 начинается новый процесс расплавления. Слитый расплав подается (не показано) в установку для разливки стали или вторичную металлургическую плавильную установку. На неслитый и остающийся в емкости шлак 19 загружают шихту, причем шихта содержит, в частности, углерод- и кремнийсодержащее сырье, после чего все содержимое расплавляют. Во время процесса расплавления шлак с высоким содержанием хрома восстанавливается после того как расплав достиг значения температуры минимум 1490°С. После достижения значения температуры предпочтительно минимум 1550°С шлак удаляют, а расплав подвергают процессу продувки, вследствие чего расплав обезуглероживается до содержания углерода <0,9%, предпочтительно <0,4%, и нагревается до температуры выпуска от 1620 до 1720°С. Для этого электрододержатель 14 отводят, а кислородную фурму 4 подводят. Затем сливают только расплав металла. Фурму 4 выводят, и процесс начинается заново. В смежной рабочей емкости этот процесс каждый раз протекает со сдвигом во времени.After draining the molten metal from the working tank 18 through the outlet 13, a new process of melting begins. The fused melt is supplied (not shown) to a steel casting plant or a secondary metallurgical smelter. A mixture is loaded onto the non-fused and slag remaining in the vessel 19, the mixture containing, in particular, carbon and silicon-containing raw materials, after which all contents are melted. During the melting process, high chromium slag is restored after the melt has reached a temperature of at least 1490 ° C. After reaching a temperature value, preferably a minimum of 1550 ° C, the slag is removed and the melt is subjected to a purge process, as a result of which the melt is decarburized to a carbon content of <0.9%, preferably <0.4%, and is heated to a discharge temperature from 1620 to 1720 ° C. For this, the electrode holder 14 is withdrawn, and the oxygen lance 4 is failed. Then only the molten metal is drained. The lance 4 is removed, and the process begins anew. In an adjacent working capacity, this process each time proceeds with a time shift.
Claims (20)
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10051803.6 | 2000-10-18 | ||
DE10051803 | 2000-10-18 | ||
DE10115779.7 | 2001-03-29 | ||
DE10134880.0 | 2001-07-18 | ||
DE10134880 | 2001-07-18 | ||
DE10137761.4 | 2001-08-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003114415A RU2003114415A (en) | 2004-12-27 |
RU2272079C2 true RU2272079C2 (en) | 2006-03-20 |
Family
ID=36117443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003114415/02A RU2272079C2 (en) | 2000-10-18 | 2001-09-27 | Method of production of the stainless steels, in particular, chromium- and chromium-nickel-containing high-quality steels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2272079C2 (en) |
-
2001
- 2001-09-27 RU RU2003114415/02A patent/RU2272079C2/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1997916B1 (en) | Method of denitrifying molten steel | |
US6238453B1 (en) | Producing stainless steels in parallel operated vessels | |
JP4736466B2 (en) | Method for producing high chromium molten steel | |
KR100227252B1 (en) | Method of refining molten metal | |
US3501290A (en) | Method of treating molten metal with arc heat and vacuum | |
US7094271B2 (en) | Method for producing stainless steels, in particular high-grade steels containing chromium and chromium-nickel | |
US6068676A (en) | Method and apparatus for producing high chromium content steels and/ or ferroalloys in an electric arc converter | |
RU2272079C2 (en) | Method of production of the stainless steels, in particular, chromium- and chromium-nickel-containing high-quality steels | |
US4120696A (en) | Process for the production of steel | |
CA1231533A (en) | Method of producing steels of great purity and low gas content in steel mills and steel foundries, and apparatus therefor | |
RU2206845C2 (en) | Furnace-ladle | |
Ciocan et al. | Effect of secondary vacuum treatment on performance characteristics of A516 grade 65 carbon steel | |
ZA200302646B (en) | Method for producing stainless steel, in particular highgrade steels containing chromium and chromium-nickel. | |
JP3465801B2 (en) | Method for refining molten Fe-Ni alloy | |
JPH07224312A (en) | Method and equipment for melting and processing metal and metal alloy | |
RU2003114415A (en) | METHOD FOR PRODUCING STAINLESS STEELS, IN PARTICULAR CHROME AND CHROMIQUE CONTAINING HIGH-QUALITY STEELS | |
JP3788392B2 (en) | Method for producing high Cr molten steel | |
SU506186A1 (en) | Method of melting stainless steels | |
RU2255983C1 (en) | Method of making high-alloy steel | |
Dishwar | Preparation and Characterization of weather resistant fluxed dri for steel making | |
CN115989324A (en) | Method for producing low-phosphorus iron liquid | |
JPH08143932A (en) | Method for refining molten metal | |
JP3570569B2 (en) | Refining method of molten metal | |
JPH01252753A (en) | Method for refining of stainless steel mother molten metal, arrangement of tuyere at bottom of reactor for refining and bottom tuyere | |
SU881122A1 (en) | Method of treatment of iron-containing slags |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110928 |