RU2396364C1 - Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали - Google Patents
Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2396364C1 RU2396364C1 RU2009114226/02A RU2009114226A RU2396364C1 RU 2396364 C1 RU2396364 C1 RU 2396364C1 RU 2009114226/02 A RU2009114226/02 A RU 2009114226/02A RU 2009114226 A RU2009114226 A RU 2009114226A RU 2396364 C1 RU2396364 C1 RU 2396364C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- slag
- flux
- steel
- aluminum
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве различных марок стали для их раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования как при внепечной обработке стали, так и в процессе разливки. В качестве флюса используют шлаки алюминиевого производства, содержащие, мас.%: алюминий 1,0-60,0, оксиды алюминия 1,0-50,0, а также оксид кальция 0,28-1,0, оксид магния 1,0-10,0, оксид железа 1,0-9,0, оксид кремния 1,0-16,0, оксид меди 0,1-10,0, оксид марганца 0,1-2,0, оксид цинка 0,2-12,0, оксид свинца 0,01-0,15, оксид никеля 0,01-0,15, оксид хрома 0,05-0,5, хлориды натрия 0,1-40,0, хлориды калия 0,1-40,0. Флюс может быть использован в кусковом виде фракцией 10-500 мм или в виде брикета с размерами 10-120 мм, полученного прессованием или спеканием отсевов шлака фракцией -2 мм. Изобретение позволит повысить качество стали, снизить ее себестоимость, снизить антропогенное воздействие на атмосферу, почву и грунтовые воды путем использования в технологических процессах черной металлургии как вновь образующихся алюминиевых шлаков, так и извлекаемых из существующих отвалов и захоронений. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве различных марок стали для их раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования как при внепечной обработке стали, так и в процессе разливки.
Из уровня техники известны флюсы для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является экзотермическая смесь для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали, описанная в патенте RU 2252265 С1, кл. C21C 7/06, опубл. 20.05.2005. Известная смесь содержит алюминий, оксиды алюминия, оксиды кальция, магния, железа, меди, титана, марганца и натрия и/или калия. Соотношение компонентов в известном брикете следующее, мас.%: алюминий 5,0-83, оксид алюминия 2,5-75, оксид кальция 0,5-10, оксид магния не более 8, оксид железа не более 15, оксид меди не более 2, оксид титана не более 7, оксид марганца не более 12, оксиды натрия и/или калия 5-7.
Недостатком известной смеси следует считать трудоемкость и дороговизну изготовления, дополнительные затраты на сплавление.
Задачей настоящего изобретения является снижение себестоимости стали путем полной или частичной замены стандартных дорогостоящих раскислителей и лигатур на флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали, и снижение антропогенного воздействия на атмосферу, почву и грунтовые воды за счет ликвидации шлаковых отвалов и вовлечения вновь образующихся отходов в производственные процессы.
По официальной статистике в мире ежегодно образуется около четырех миллионов тонн «белых» алюминиевых шлаков с низким содержанием солей или полным их отсутствием и около пяти миллионов тонн так называемых «черных» или солевых отвальных шлаков. Значительная часть солевых шлаков ежегодно попадает в отходы и захоранивается. При открытом захоронении шлаки под воздействием атмосферных осадков разлагаются, выделяя токсичные газы. Соли натрия, калия и тяжелых металлов постепенно вымываются дождевыми и талыми водами, попадая в почву, загрязняя ее и грунтовые воды. Особую опасность представляет мелкодисперсная пылевая фракция шлаков, распыляемая воздушными потоками на десятки километров вокруг отвалов, загрязняя водоемы, атмосферу, почву, нанося вред человеческому здоровью.
Подобная экологически опасная «технология захоронения» подразумевает под собой утилизацию, т.е. безвозвратную потерю по всей России около 200 тыс. тонн в месяц ценнейшего сырья, содержащего алюминий.
Для решения поставленной задачи в качестве флюса для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали используют шлак алюминиевого производства, который содержит основные компоненты: алюминий 1,0-60,0 мас.% и оксиды алюминия 1,0-50,0 мас.%, а также оксид кальция, оксид магния, оксид железа, оксид кремния, оксид меди, оксид марганца, оксид цинка, оксид свинца, оксид хрома, оксид никеля, хлориды натрия, хлориды калия и другие соединения, характерно присутствующие в шлаках от алюминиевого производства.
Содержащие алюминий шлаки образуются при производстве первичного алюминия, при изготовлении алюминиевых сплавов и производстве изделий из них, а также при переработке лома и отходов алюминия. Получаемый в разных производствах и на разных предприятиях шлак различается по содержанию алюминия, оксида алюминия. В шлаках, как правило, содержится от 5 до 60% алюминия в различных формах, от свободного металла до оксидов. Наиболее богатыми по процентному содержанию алюминия являются так называемые всплески и съемы, образующиеся при выплавке алюминия в отражательных печах.
Химический состав шлаков зависит от химического состава перерабатываемого сырья. Содержание алюминия напрямую зависит от технологии переработки и оборудования. Чем высокотехнологичнее плавильный процесс и оборудование, тем ниже содержание алюминия в шлаке.
Шлак алюминиевого производства после слива из печи, охлаждения и определения химического состава подвергают дроблению и сепарации. Шлак фракцией 10-500 мм может быть использован в качестве флюса в кусковом виде. Мелкую фракцию (отсевы фракцией -2 мм) спекают или прессуют с получением брикетов с размерами 10-120 мм.
В случае несоответствия шлака по химическому составу техническим требованиям шлак измельчают до фракции -10 мм, посредством подбора и смешивания измельченного шлака разных партий получают шихту требуемого химического состава, которую спекают или прессуют с получением брикетов с размерами 10-120 мм.
Следуя данному технологическому регламенту, перерабатывают и отвальные шлаки.
| Химический состав алюминиевых шлаков, %: | |
| алюминий | 1,0-60,0 |
| оксид алюминия | 1,0-50,0 |
| оксид кальция | 0,28-1,0 |
| оксид магния | 1,0-10,0 |
| оксид железа | 1,0-9,0 |
| оксид кремния | 1,0-16,0 |
| оксид меди | 0,1-10,0 |
| оксид марганца | 0,1-2,0 |
| оксид цинка | 0,2-12,0 |
| оксид свинца | 0,01-0,15 |
| оксид никеля | 0,01-0,15 |
| оксид хрома | 0,05-0,5 |
| хлориды натрия | 0,1-40,0 |
| хлориды калия | 0,1-40,0 |
Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали был опробован при выплавке сталей на сталеплавильных агрегатах мартеновских, кислородно-конверторных и электросталеплавильных производств.
Пример №1. Мартеновское производство.
Применялся кусковой флюс фракцией +150-450 мм с содержанием Al 8-12%, Al2O3 20-30%.
Основной целью испытаний являлась проработка возможности экономии ферросплавов и передельного чугуна за счет технологии применения флюса.
На опытных плавках с применением технологии предварительного раскисления флюсом выплавлялась сталь 40ГР (в последствии все спокойные марки стали углеродистого и низколегированного металла). Все опытные плавки подвергались продувке в ковше. При статистической обработке этих плавок было обращено внимание на практические стороны проведения новой технологии: необходимое содержание углерода перед раскислением, шлаковый режим, равномерность содержания марганца по высоте ковша.
Из результатов отработки этих плавок получено, что при применении флюса среднее содержание углерода перед раскислением соответствовало среднему содержанию его в ковшовой пробе. При обычном раскислении происходит прирост содержания углерода на 0,03%. Гарантией стабильного попадания в заданный химсостав по углероду являлось успокоение ванны на весь период раскисления. Если ванна начинала «подкипать», своевременно добавлялся флюс.
При проведении опытных плавок с использованием флюса расход силикомарганца на плавку сокращается на 2,3-3,0 кг/тн. Коэффициент усвоения марганца при этом повышается с 70% до 84%.
Как отмечалось выше, опытный метод предварительного раскисления флюсом был опробован на всех марках спокойного углеродистого и низколегированного металла. Результаты получены аналогичные, как и на стали 40ГР.
Отмечено, что при раскислении флюсом хромистых и хромомарганцовистых сталей разливаемость металла улучшилась за счет формирования в период раскисления более гомогенного и высокотемпературного печного шлака, содержащего меньше окислов железа. Это способствовало более полному усвоению хромистых ферросплавов, чем при обычном раскислении. Эвакуация шлака из печи после выпуска металла не вызывала затруднений, металл в ковшах надежно закрывался шлаком, что значительно снизило потери температуры металла в процессе разливки.
Пример №2. Кислородно-конвертерное производство.
Применялся флюс в кусках и брикетах фракцией 10-60 мм с содержанием Al 8-12%, Al2O3 20-30%.
Флюс был закантован в бункера вертикального тракта, откуда присаживался в конвертер во время завалки. Целью использования флюса являлось улучшение процесса шлакообразования в начале продувки и улучшение теплового баланса плавки. Весь материал присаживался одной порцией в завалку. Расход флюса в среднем составлял 1,2 тн на плавку. Для шлакообразования использовались известь и ожелезненный доломит. На опытных плавках был уменьшен расход кокса, который также используется в ККЦ для улучшения теплового баланса плавки и уменьшения окисленности металла и шлака, плавиковый шпат на плавках не применялся.
После окончания продувки отбирались пробы металла и шлака, из которых видно, что рафинирующая способность шлака осталась на требуемом уровне. Плавки протекали ровно, без выбросов металла и шлака.
После обработки результатов опытных плавок было отмечено:
- Улучшилось шлакообразование в начале продувки, что позволило уменьшить настылеобразование на продувочной кислородной фурме.
- Ускорилось растворение магнийсодержащих материалов, тем самым обеспечивая повышение стойкости футеровки.
- Ускорилось образование основного жидкоподвижного конвертерного шлака, что улучшило условия десульфурации и дефосфорации металла.
- Улучшился тепловой баланс плавки, что позволило увеличить количество металлического лома и снизить расход жидкого чугуна.
Пример №3. Электросталеплавильное производство.
Применялся флюс в брикетах фракцией 10-60 мм. Al 18-22%, Al2O3 30-38%. Флюс использовался для раскисления и разжижения шлака в начальный период внепечной обработки вместо гранулированного алюминия и плавикового шпата в стальковшах в количестве 1,6-2,6 кг/тн. Материал присаживался через тракт сыпучих материалов и ферросплавов. В качестве основного критерия оценки применения нового материала в технологическом процессе внепечной обработки использовалась скорость десульфурации. Средняя скорость десульфурации на плавках с использованием флюса выше на 0,0002%/мин, чем на плавках, где в качестве разжижителя и раскислителя использовались шпат и гранулированный алюминий.
Химический состав проб шлака, отобранных в конце внепечной обработки плавок с использованием флюса, представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||
| № пп | № плавки | Массовые доли, % | ||||||
| MnO | SiO2 | CaO | MgO | FeO | Al2O3 | CaO/SiO2 | ||
| 1 | 234158 | 0,16 | 21,07 | 47,74 | 6,06 | 0,94 | 12,76 | 2,26 |
| 2 | 234159 | 0,19 | 22,79 | 44,93 | 10,61 | 0,89 | 8,8 | 1,97 |
| 3 | 234160 | 0,15 | 20,32 | 49,14 | 10,08 | 0,89 | 12,76 | 2,41 |
| 4 | 234161 | 0,15 | 18,78 | 49,14 | 12,01 | 0,98 | 8,93 | 2,61 |
Анализ данных таблицы показывает, что применение флюса позволяет оптимизировать шлаковый режим при внепечной обработке в сторону снижения основности шлака и, следовательно, в сторону увеличения его рафинировочной способности.
| Таблица 2 | ||||||||
| № плавки | № ручья и заготовки | Балл по HB | Классификация НВ | |||||
| 234158 | 1-2 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 1 | 1 | Сульфиды |
| 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 0,5 | 0,5 | Оксиды | ||
| 2 | 1 | 0,5 | 0,5 | 1 | 2 | Силикаты | ||
| 234159 | 4-2 | 0,5 | 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,5 | Сульфиды |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 2 | Оксиды | ||
| 1 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Силикаты | ||
| 234160 | 1-2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | Сульфиды |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Оксиды | ||
| 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Силикаты | ||
| 4-2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 0,5 | 0,5 | Сульфиды | |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Оксиды | ||
| 0,5 | 2 | 1 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Силикаты | ||
| 234161 | 3-2 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | 0,5 | 1,5 | Сульфиды |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Оксиды | ||
| 1 | 1 | 0,5 | 1,5 | 1 | 0,5 | Силикаты | ||
| 1-2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1 | 1 | Сульфиды | |
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | Оксиды | ||
| 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,5 | Силикаты | ||
Из данных результатов контроля неметаллических включений в металле плавок, произведенных с использованием флюса, указанных в таблице 2, следует, что во всех образцах балл по неметаллическим включениям, в том числе балл по силикатам соответствовал требованиям стандарта предприятия на непрерывно-литую заготовку.
Анализ полученных результатов показал, что при использовании флюса для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали, предусмотренного изобретением за счет эффективного раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования, повышается качество стали, снижается ее себестоимость, появилась возможность снизить антропогенное воздействие на атмосферу, почву и грунтовые воды путем использования в технологических процессах черной металлургии как вновь образующихся алюминиевых шлаков, так и извлекаемых из существующих отвалов и захоронений.
Claims (3)
1. Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали в виде шлака алюминиевого производства, содержащего, мас.%:
алюминий 1,0-60,0
оксиды алюминия 1,0-50,0
оксид кальция 0,28-1,0
оксид магния 1,0-10,0
оксид железа 1,0-9,0
оксид кремния 1,0-16,0
оксид меди 0,1-10,0
оксид марганца 0,1-2,0
оксид цинка 0,2-12,0
оксид свинца 0,01-0,15
оксид никеля 0,01-0,15
оксид хрома 0,05-0,5
хлориды натрия 0,1-40,0
хлориды калия 0,1-40,0
2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он предназначен для использования в кусковом виде фракцией 10-500 мм.
3. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он изготовлен прессованием или спеканием отсевов шлака фракцией 2 мм в виде брикета с размерами 10-120 мм.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114226/02A RU2396364C1 (ru) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009114226/02A RU2396364C1 (ru) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2396364C1 true RU2396364C1 (ru) | 2010-08-10 |
Family
ID=42699042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009114226/02A RU2396364C1 (ru) | 2009-04-15 | 2009-04-15 | Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2396364C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103443297A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-12-11 | 日立金属株式会社 | 向钢水中添加锌的方法以及锌添加钢的制造方法 |
| RU2584623C1 (ru) * | 2015-01-19 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Всеволожский завод алюминиевых сплавов" | Способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащих гранул для рафинирования и формирования шлакообразующего материала при выплавке стали и глиноземсодержащие гранулы, полученные этим способом |
| CN107962319A (zh) * | 2017-12-03 | 2018-04-27 | 温州宏丰电工合金股份有限公司 | 一种应用于扩散焊的铝铜合金表面活性焊剂 |
| EA037174B1 (ru) * | 2018-07-24 | 2021-02-15 | Белорусский Национальный Технический Университет | Способ приготовления флюса на основе вторичного алюмосодержащего шлака |
| RU2746198C1 (ru) * | 2020-04-12 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" | Смесь алюмооксидная для разжижения металлургических шлаков |
| RU2759284C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-11-11 | Александр Викторович Федяшин | Способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали. |
| CN116397154A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-07 | 本钢板材股份有限公司 | 一种电炉精炼冶炼低硅低氧经济型齿轮钢20MnCr5(H)的工艺方法 |
-
2009
- 2009-04-15 RU RU2009114226/02A patent/RU2396364C1/ru active IP Right Revival
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103443297A (zh) * | 2011-03-31 | 2013-12-11 | 日立金属株式会社 | 向钢水中添加锌的方法以及锌添加钢的制造方法 |
| CN103443297B (zh) * | 2011-03-31 | 2015-11-25 | 日立金属株式会社 | 向钢水中添加锌的方法以及锌添加钢的制造方法 |
| EP2695953B1 (en) * | 2011-03-31 | 2019-08-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for adding zinc to molten steel and process for producing zinc-containing steel |
| RU2584623C1 (ru) * | 2015-01-19 | 2016-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Всеволожский завод алюминиевых сплавов" | Способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащих гранул для рафинирования и формирования шлакообразующего материала при выплавке стали и глиноземсодержащие гранулы, полученные этим способом |
| CN107962319A (zh) * | 2017-12-03 | 2018-04-27 | 温州宏丰电工合金股份有限公司 | 一种应用于扩散焊的铝铜合金表面活性焊剂 |
| EA037174B1 (ru) * | 2018-07-24 | 2021-02-15 | Белорусский Национальный Технический Университет | Способ приготовления флюса на основе вторичного алюмосодержащего шлака |
| RU2746198C1 (ru) * | 2020-04-12 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Завод алюминиевых сплавов" | Смесь алюмооксидная для разжижения металлургических шлаков |
| RU2759284C1 (ru) * | 2020-12-08 | 2021-11-11 | Александр Викторович Федяшин | Способ получения из вторичного алюминиевого сырья глиноземсодержащего материала для рафинирования и формирования шлака при выплавке стали. |
| CN116397154A (zh) * | 2023-03-27 | 2023-07-07 | 本钢板材股份有限公司 | 一种电炉精炼冶炼低硅低氧经济型齿轮钢20MnCr5(H)的工艺方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2396364C1 (ru) | Флюс для раскисления, рафинирования, модифицирования и легирования стали | |
| CN102248142B (zh) | 一种中低碳铝镇静钢的生产方法 | |
| CN102268513B (zh) | 一种改善中低碳钢钢水可浇性的方法 | |
| CN107354269A (zh) | Rh复合脱氧生产超低碳钢的方法 | |
| RU2608865C2 (ru) | Способ десульфурации стали | |
| KR100446469B1 (ko) | 합금강 제조용 탈산제 | |
| CN113122680B (zh) | 钢渣改质剂及其制备和使用方法 | |
| CN101812568A (zh) | 炼钢脱氧的铝钙合金 | |
| CN102477472A (zh) | 一种低碳钢的脱硫精炼方法 | |
| RU2533263C1 (ru) | Способ производства низкокремнистой стали | |
| EA037174B1 (ru) | Способ приготовления флюса на основе вторичного алюмосодержащего шлака | |
| RU2302471C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электропечи | |
| US4842642A (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| KR102282018B1 (ko) | 탈산과 탈황능력 및 강의 조직을 치밀하게 하는 능력이 우수한 주강 및 제강용 복합탈산제 및 그 제조방법 | |
| RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
| RU2333255C1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| US4790872A (en) | Additive for promoting slag formation in steel refining ladle | |
| RU2819765C1 (ru) | Способ выплавки высокомарганцовистой стали методом переплава | |
| KR100491335B1 (ko) | 탈산 및 탈황효율이 향상된 제강 및 주강용 탈산-탈황제및 이의 제조방법 | |
| CN107619906A (zh) | 铝脱氧钢钢坯制备方法 | |
| RU2713770C1 (ru) | Способ производства стали с нормируемым содержанием серы | |
| JP7031634B2 (ja) | 耐サワー鋼材の製造方法 | |
| RU2318032C1 (ru) | Ферротитан для легирования стали и способ его алюминотермического получения | |
| RU2041961C1 (ru) | Способ производства стали | |
| JP4637528B2 (ja) | 溶鉄造滓材及びその使用方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130416 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140527 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170303 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200225 Effective date: 20200225 |