RU2405046C1 - Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment - Google Patents

Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment Download PDF

Info

Publication number
RU2405046C1
RU2405046C1 RU2009127368A RU2009127368A RU2405046C1 RU 2405046 C1 RU2405046 C1 RU 2405046C1 RU 2009127368 A RU2009127368 A RU 2009127368A RU 2009127368 A RU2009127368 A RU 2009127368A RU 2405046 C1 RU2405046 C1 RU 2405046C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
gas
oxygen
furnace
ladle
Prior art date
Application number
RU2009127368A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гурам Кашакашвили (GE)
Гурам Кашакашвили
Бенедикте Кашакашвили (GE)
Бенедикте Кашакашвили
Иракли Кашакашвили (GE)
Иракли Кашакашвили
Original Assignee
Гурам Кашакашвили
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гурам Кашакашвили filed Critical Гурам Кашакашвили
Priority to RU2009127368A priority Critical patent/RU2405046C1/en
Priority to CN201080041405.XA priority patent/CN102695810B/en
Priority to PCT/IB2010/002279 priority patent/WO2011007261A2/en
Priority to DE201011002970 priority patent/DE112010002970T5/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2405046C1 publication Critical patent/RU2405046C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16Remelting metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B11/00Making pig-iron other than in blast furnaces
    • C21B11/08Making pig-iron other than in blast furnaces in hearth-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5211Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace
    • C21C5/5217Manufacture of steel in electric furnaces in an alternating current [AC] electric arc furnace equipped with burners or devices for injecting gas, i.e. oxygen, or pulverulent materials into the furnace
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C5/5264Manufacture of alloyed steels including ferro-alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56Manufacture of steel by other methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/0075Treating in a ladle furnace, e.g. up-/reheating of molten steel within the ladle
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/064Dephosphorising; Desulfurising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/072Treatment with gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/16Remelting metals
    • C22B9/22Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation
    • C22B9/226Remelting metals with heating by wave energy or particle radiation by electric discharge, e.g. plasma
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2250/00Specific additives; Means for adding material different from burners or lances
    • C21C2250/08Porous plug
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/143Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: proposed method comprises loading the burden made up of metal scrap and fluxes, forcing natural gas and air or oxygen from below to smelt the burden by gas-air or gas-oxygen flame, equalising temperature and chemical composition of melt volume, adding slag-forming constituents, shutting off feed of natural gas and air or oxygen, and blowing the melt by inert gases from below. In melting, ladle-furnace is inclined to drain primary slag. Natural has and air or oxygen are forced via cooled gas-air or gas-oxygen nozzle made up of tubes inserted one into another and arranged in furnace gate valve pouring cup hole and dusted by dry refractory sand. Natural gas is fed via furnace outer tube, while air or oxygen is fed via inner tube. Ladle-furnace is closed by cover with electrodes jointed to bubbling washer to smelt additionally the burden by electric arcs. After smelting, primary slag is drained from ladle-furnace, move the latter into initial position to feed therein fluxing additives to form secondary slag. Now, blowing by inert gases is performed from below along with boiling, deoxidising, alloying, deep sulphur removal, dephosphorisation, homogenisation of chemical composition and temperature of finished steel.
EFFECT: higher efficiency and quality, lower production costs.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области металлургии и предназначено, в частности, для выплавки, раскисления, легирования и обработки стали.The invention relates to the field of metallurgy and is intended, in particular, for the smelting, deoxidation, alloying and processing of steel.

Известен способ производства стали [1] путем расплавления шихты (за счет тепла электрической дуги между электродами и металлом) в дуговой сталеплавильной печи (ДСП) и дальнейшей доводки полученного жидкого полупродукта на установке ковш-печь [1] мощностью примерно 15-40 МВт [2]. Обработка на установке ковш-печь начинается с подачи ковша на сталевозе под крышку с электродами и подключения ковша к системе донной продувки инертным газом, в качестве которого используется аргон. Производятся предварительная продувка, гомогенизация расплава, в результате чего происходит окончательное усреднение температуры рабочего слоя футеровки ковша и жидкого металла, затем отбирается проба и измеряется температура, после чего включается нагрев металла. Во время нагрева добавляются шлакообразующие материалы, наводится шлак, усредняются химсостав и температура металла. После этого осуществляется отбор проб. По результатам анализа производится присадка ферросплавов для корректировки химсостава металла и шлакообразующих для корректировки состава шлака. Температура повышается до заданного уровня [1].A known method of producing steel [1] by melting the charge (due to the heat of the electric arc between the electrodes and the metal) in an arc steelmaking furnace (DSP) and further refinement of the obtained liquid intermediate in the ladle furnace [1] with a capacity of about 15-40 MW [2 ]. Processing at the ladle-furnace installation begins with feeding the ladle on a steel truck under the cover with electrodes and connecting the ladle to the bottom inert gas purging system, which uses argon. Preliminary purging and homogenization of the melt are carried out, as a result of which the temperature is finally averaged over the working layer of the lining of the bucket and liquid metal, then a sample is taken and the temperature is measured, after which the metal heating is turned on. During heating, slag-forming materials are added, slag is induced, the chemical composition and temperature of the metal are averaged. After that, sampling is carried out. According to the results of the analysis, ferroalloys are added to adjust the chemical composition of the metal and slag-forming substances to adjust the slag composition. The temperature rises to the set level [1].

Известны также способ обработки металла путем продувки инертным газом через шибер сталеразливочного ковша [3] и способ выплавки стали путем вдувания природного газа и воздуха в ванну мартеновской печи через сталевыпускное отверстие [4].There is also known a method of processing metal by inert gas purging through the gate of a steel pouring ladle [3] and a method of steel smelting by blowing natural gas and air into the open-hearth furnace bath through a steel outlet [4].

В качестве ближайшего аналога выбран способ выплавки стали, включающий полное расплавление шихты в отдельном сталеплавильном агрегате (например, в ДСП), выпуск жидкого металла из него в разливочный ковш, его транспортировку на участок обработки в печи-ковше, накрывание крышки с электродами, нагрев расплава электрической дугой и раскисление-легирование, некоторое выравнивание температуры и химического состава стали, продувку металла аргоном с целью полной химической и температурной гомогенизации готовой стали [1].As the closest analogue, the method of steel smelting was selected, which includes the complete melting of the charge in a separate steelmaking unit (for example, in chipboard), the release of molten metal from it into the casting ladle, its transportation to the processing section in the ladle furnace, covering the lid with electrodes, heating the melt electric arc and deoxidation-alloying, some equalization of temperature and chemical composition of steel, purging of metal with argon in order to complete chemical and temperature homogenization of the finished steel [1].

Недостатки ближайшего аналога заключаются в следующем:The disadvantages of the closest analogue are as follows:

1) При выпуске из печи сравнительно холодный ковш отбирает у стали тепло до выравнивания температуры между футеровкой ковша и жидкого металла. С учетом этого сталь перегревают над ликвидусом на 90-100°С. Но чем больше перегрев, тем выше содержание газов, неметаллических включений в стали и хуже ее качество.1) When discharged from the furnace, a relatively cold bucket removes heat from the steel until the temperature evens out between the lining of the bucket and liquid metal. With this in mind, steel is overheated by liquidus at 90-100 ° C. But the more overheating, the higher the content of gases, non-metallic inclusions in steel and its quality is worse.

2) Выпуск металла в основном осуществляется ручным способом, что требует тяжелого физического труда.2) The release of metal is mainly carried out manually, which requires heavy physical labor.

3) При выпуске на желобе происходит вторичное окисление (ухудшение качества) металла и как следствие необходим дополнительный расход дорогостоящих раскислителей.3) When released on the gutter, secondary oxidation (deterioration) of the metal occurs and, as a consequence, additional consumption of expensive deoxidants is required.

4) На вышеперечисленные операции расходуется много времени, что сравнительно снижает производительность, а также значительно падает температура металла и ухудшается его качество. Выпуск металла из ДСП требует 15-20 минут, транспортировка ковша на участок обработки в печи-ковше - 15 минут, нагрев металла сверху и его раскисление-легирование - 15-20 минут и для продувки аргоном необходимо 15-20 минут.4) A lot of time is spent on the above operations, which comparatively reduces productivity, and the temperature of the metal also drops significantly and its quality deteriorates. The release of metal from the chipboard requires 15-20 minutes, transportation of the bucket to the processing section in the ladle furnace takes 15 minutes, heating of the metal from above and its deoxidation-alloying takes 15-20 minutes and 15-20 minutes are required for purging with argon.

В конечном итоге с момента выпуска расплава до его разливки на все перечисленные операции теряется время от 1 часа до 1 часа 15 минут. Чтобы металл сохранил температуру для разливки на МНЛЗ (машине непрерывного литья заготовок), его перегревают на 100-120°С над ликвидусом с самого нагретого участка - с подсводового пространства ДСП через изоляционный материал шлака, толщиной 250-300 мм, через разделяемую поверхность шлак-металл на всю глубину ванны жидкого металла, до самого холодного участка жидкой ванны - до подины и отверстия для выпуска стали. Для этого расходуется много электроэнергии и времени.In the end, from the time the melt is released to its casting, all of the above operations lose time from 1 hour to 1 hour 15 minutes. In order for the metal to maintain the temperature for casting on the continuous casting machine (continuous casting machine), it is heated to 100-120 ° C above the liquidus from the most heated section — from the chipboard sub-water through the slag insulation material, 250-300 mm thick, through the shared slag surface - metal to the entire depth of the liquid metal bath, to the coldest part of the liquid bath - to the bottom and the hole for the release of steel. To do this, a lot of energy and time is spent.

Все вышеперечисленные технологические операции, кроме снижения производительности основных агрегатов (ДСП и ковша-печи), в значительной степени (пропорционально перегреву металла) повышают количество газовых и неметаллических включений в стали, что снижает ее качество.All of the above technological operations, except for reducing the productivity of the main units (chipboard and ladle furnace), significantly (in proportion to overheating of the metal) increase the number of gas and non-metallic inclusions in steel, which reduces its quality.

С учетом величины необходимого перегрева для разливки на МНЛЗ сталеплавильщики вынуждены нагревать металл до 1640-1660°С, в зависимости от марки выплавляемой стали, способа разливки и др. Дополнительный нагрев жидкой ванны осуществляется только для того, чтобы компенсировать потери температуры стали при течении металла на желобе, в процессе рафинирования, при выдержке в разливочном и промежуточном ковшах, на что, вместе с разливкой стали, требуется примерно 2 часа 20 мин - 2 часа 30 мин.Given the magnitude of the necessary overheating for casting at a continuous casting machine, steelmakers are forced to heat the metal to 1640-1660 ° C, depending on the grade of the steel being smelted, the casting method, etc. Additional heating of the liquid bath is carried out only in order to compensate for the temperature loss of steel during metal flow at the chute, during refining, while holding in the casting and tundish ladles, which, together with casting of steel, takes about 2 hours 20 minutes - 2 hours 30 minutes.

Поставленной задачей является совершенствование ближайшего аналога с достижением при этом технического результата в отношении упрощения технологии, повышения производительности, а также значительного улучшения качества стали и уменьшения ее себестоимости.The task is to improve the closest analogue while achieving a technical result in relation to simplifying technology, increasing productivity, as well as significantly improving the quality of steel and reducing its cost.

Указанный технический результат достигается тем, что весь процесс выплавки стали, начиная с загрузки шихты, осуществляют в ковше-печи, в которую через специальную неводоохлаждаемую газовоздушную (газокислородную) форсунку в виде концентрически вставленных одна в другую труб, помещенную в отверстие разливочного стакана ковшевого шиберного затвора (зазор между продувочной неохлаждаемой форсункой и отверстием стакана заполняется сухим кварцевым песком), подают природный газ по наружной трубе и воздух или кислород - по внутренней и одновременно с этим загружают шихту специальной бадьей. Затем ковш накрывают соединенной с газоочисткой крышкой с электродами, подачей напряжения на электроды между ними и шихтой зажигают электрические дуги, нагревают и плавят ими шихту сверху и газовоздушным или газокислородным факелом - снизу. В процессе плавления скачивают первичный шлак наклоном ковша-печи, возвращают этот сталеплавильный агрегат в исходное положение. Наводят новый, вторичный шлак путем присадки флюсующих материалов (например, извести, боксита и др.) в печь-ковш из специальных бункеров-дозаторов [18] через засыпочное устройство [19]. После расплавления и доводки в расплав вместо газа и воздуха или кислорода автоматическим переключением теми же трубами снизу вдувают инертный газ (например, аргон) или азот и шлакообразующие реагенты, совмещая этот процесс с кипением, раскислением, легированием, глубокой десульфурацией, дефосфорацией стали, гомогенизацией ее химического состава и температуры. По достижении желаемых состава и температуры готовой стали отключают электрическое напряжение и закрывают шибер разливочного ковша.The specified technical result is achieved by the fact that the entire process of steel smelting, starting from loading the charge, is carried out in a ladle furnace, into which through a special non-water-cooled gas-air (gas-oxygen) nozzle in the form of concentrically inserted tubes into one another, placed in the opening of the pouring glass of the bucket slide gate (the gap between the purge uncooled nozzle and the nozzle opening is filled with dry quartz sand), natural gas is supplied through the outer pipe and air or oxygen through the inner and one TERM charged with this charge special tub. Then the bucket is covered with a lid with electrodes connected to the gas purification, by applying voltage to the electrodes between them and the charge, electric arcs are ignited, the charge is heated and melted by them from above and a gas-air or gas-oxygen torch from below. During the melting process, primary slag is downloaded by tilting the ladle-furnace, and this steelmaking unit is returned to its original position. A new, secondary slag is introduced by adding fluxing materials (for example, lime, bauxite, etc.) to the ladle furnace from special metering hoppers [18] through a filling device [19]. After melting and refinement, instead of gas and air or oxygen, inert gas (for example, argon) or nitrogen and slag-forming reagents are automatically blown from the bottom with the same pipes, combining this process with boiling, deoxidation, alloying, deep desulfurization, dephosphorization of steel, its homogenization chemical composition and temperature. Upon reaching the desired composition and temperature of the finished steel, the electric voltage is turned off and the casting ladder gate is closed.

На чертежах (Фиг.1, 2) представлено схематическое изображение устройств для реализации предлагаемого способа, на которых обозначены:In the drawings (Fig.1, 2) shows a schematic illustration of devices for implementing the proposed method, which are indicated:

1. Высокоглиноземистые ковшевые кирпичи разных сечений 200 мм, 150 мм и 100 мм.1. High alumina bucket bricks of different sections 200 mm, 150 mm and 100 mm.

2. Прямоугольные высокоглиноземистые кирпичи для подины сталеразливочного ковша.2. Rectangular high-alumina bricks for the bottom of a steel-pouring ladle.

3. Магнезитовый стакан.3. Magnesite glass.

4. Труба в трубе для подачи газовоздушной или газокислородной смеси.4. A pipe in a pipe for supplying a gas-air or gas-oxygen mixture.

5. Свод агрегата ковшевой обработки стали.5. The vault assembly ladle steel.

6. Три электрода поддержания электрической дуги ковша.6. Three electrodes for maintaining the electric arc of the bucket.

7. Неподвижная огнеупорная плита ковшевого шибера.7. Fixed refractory plate of bucket gate.

8. Подвижная огнеупорная плита ковшевого шибера.8. The movable refractory plate of the bucket gate.

9. Цапфы сталеразливочного ковша.9. Trunnions of a steel pouring ladle.

10. Опорные лапы сталеразливочного ковша.10. Support legs of a steel pouring ladle.

11. Корпус приводом шиберного затвора.11. Housing with a slide gate actuator.

12. Бункера-дозаторы.12. Dosing hoppers.

13. Щит управления бункеров-дозаторов.13. The control panel of the metering hoppers.

14. Трубопровод для подачи аргона.14. The pipeline for supplying argon.

15. Расплав над газовоздушной (газокислородной) форсункой.15. The melt above the gas-air (gas-oxygen) nozzle.

16. Расплав под электродами.16. The melt under the electrodes.

17. Шихта нерасплавленная.17. The mixture is unmelted.

18. Специальные бункера-дозаторы.18. Special bunker dispensers.

19. Засыпочное устройство.19. Filling device.

Выплавка стали и ее рафинирование осуществляются следующим образом. В представленной на схеме ковше-печи 1 с подиной 2 заранее взвешенная и загруженная шихта 17 вместе с флюсами (известью, бокситом или др.) начинает плавится над газовоздушной (газокислородной) форсункой 15 (факелом, образованным продувкой природным газом и воздухом или кислородом через пропущенную в разливочном стакане 3 ковша специальную неводоохлаждаемую форсунку 4) и под электродами 16 (электрической дугой пропущенных через свод 5 электродов 6). Через центральную трубу форсунки 4 подается воздух или кислород, а через кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами - природный газ - СН4. Под действием теплового эффекта электрической дуги и мощного газовоздушного (газокислородного) факела 100-120-тонный расплав примерно через 40-45 минут будет готов для раскисления.Steel smelting and its refining are carried out as follows. In the ladle furnace 1 with a hearth 2 shown in the diagram, a pre-weighed and loaded charge 17 together with fluxes (lime, bauxite or others) begins to melt above the gas-air (gas-oxygen) nozzle 15 (a torch formed by blowing natural gas and air or oxygen through the passed in the pouring nozzle 3 of the bucket there is a special non-water-cooled nozzle 4) and under the electrodes 16 (an electric arc passed through a set of 5 electrodes 6). Through the central pipe of the nozzle 4, air or oxygen is supplied, and through the annular gap between the outer and inner pipes - natural gas - CH 4 . Under the influence of the thermal effect of an electric arc and a powerful gas-air (gas-oxygen) torch, a 100-120-ton melt in about 40-45 minutes will be ready for deoxidation.

Контроль температуры осуществляется постоянно в течение всего периода плавки от возникновения жидкой фазы до момента раскисления. Раскислители и легирующие (например, силикомарганец - SiMn, ферромарганец - FeMn и ферросилиций - FeSi) подаются из специальных бункеров-дозаторов 18 через засыпочное устройство 19. После раскисления происходит автоматическое переключение клапанов с прекращением подачи воздуха (или кислорода) и природного газа, вместо которых через трубы в ковш-печь 1 вдуваются инертный газ и шлакообразующие реагенты, что во времени совмещено с процессом раскисления-легирования.Temperature control is carried out continuously throughout the entire melting period from the occurrence of the liquid phase to the time of deoxidation. Deoxidizing agents and alloying agents (for example, silicomanganese — SiMn, ferromanganese — FeMn and ferrosilicon — FeSi) are fed from special metering hoppers 18 through the filling device 19. After deoxidation, the valves automatically switch off with the supply of air (or oxygen) and natural gas switched off, instead of which inert gas and slag-forming reagents are blown through the pipes into the ladle furnace 1, which in time is combined with the deoxidation-doping process.

Из-за вдувания инертного газа в объеме ковша-печи возникают движущиеся снизу вверх потоки в расплаве 15, ускоряющие взаимодействие с ним шлакообразующих реагентов, раскисляющих и легирующих химических элементов, выравнивание температуры и химического состава металла, переход в шлак из металлической фазы продуктов раскисления (окислов всех компонентов), удаление эндогенных, экзогенных и других неметаллических включений. Чем интенсивнее продувка, тем больше поверхность раздела металлической и шлаковой фаз и большее количество неметаллических включений ассимилируется, аккумулируется в шлаке.Due to the injection of inert gas in the volume of the ladle furnace, flows from the bottom upward flow in the melt 15, accelerating the interaction of slag-forming reagents, deoxidizing and alloying chemical elements with it, equalization of the temperature and chemical composition of the metal, and transition of the products of deoxidation (oxides into the slag from the metal phase) all components), removal of endogenous, exogenous and other non-metallic inclusions. The more intense the purge, the larger the interface between the metal and slag phases and the greater the number of non-metallic inclusions assimilates, accumulates in the slag.

Вдуванием кальция, магния, алюминия, силикокальция, фтористого кальция и других реагентов вызывают процесс глубокой десульфурации и дефосфорации. После окончания продувки производят закрытие шиберов 7 и 8, после чего полный ковш транспортируется на МНЛЗ.The injection of calcium, magnesium, aluminum, silicocalcium, calcium fluoride and other reagents cause a process of deep desulfurization and dephosphorization. After the purge is completed, the shutters 7 and 8 are closed, after which the full bucket is transported to the continuous casting machine.

Как следует из вышеописанного, достижение технического результата может быть обеспечено только неразрывно взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленного способа, отраженных в формуле изобретения. Отличительные его особенности дают основание сделать вывод о новизне данного технического решения, а совокупность испрашиваемых притязаний в связи с их неочевидностью - о его изобретательском уровне, что доказывается также вышеприведенным их детальным описанием. Соответствие критерию «промышленная применимость» предложенного способа доказывается как его конкретной реализацией, так и отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых в промышленных масштабах признаков.As follows from the above, the achievement of a technical result can be achieved only inextricably interconnected set of all the essential features of the claimed method, reflected in the claims. Its distinctive features give reason to draw a conclusion about the novelty of this technical solution, and the totality of the claimed claims in connection with their non-obviousness is about its inventive step, which is also proved by their detailed description given above. Compliance with the criterion of "industrial applicability" of the proposed method is proved both by its specific implementation and by the absence in the claimed claims of any features that are practically not practicable on an industrial scale.

Преимущества представленного способа, что доказывается достижением технического результата, заключаются в следующем:The advantages of the presented method, which is proved by the achievement of the technical result, are as follows:

1) Отпадает необходимость в отдельном сталеплавильном агрегате (например, в ДСП со своими мощными трансформаторами), что, кроме снижения капитальных затрат, экономит электроэнергию и дорогостоящие теплоизоляционные магнезитовые огнеупорные материалы.1) There is no need for a separate steelmaking unit (for example, in chipboard with its own powerful transformers), which, in addition to reducing capital costs, saves electricity and expensive heat-insulating magnesite refractory materials.

2) Исключается вторичное окисление металла на выпуске и уменьшается количество эндогенных и экзогенных включений в стали.2) Secondary oxidation of the metal at the outlet is eliminated and the amount of endogenous and exogenous inclusions in steel is reduced.

3) Расплавление шихты происходит быстрее, чем в ДСП, несмотря на меньшую (в 3-4 раза) потребляемую ковшом-печью мощность.3) The charge is melted faster than in a chipboard, despite the less (3-4 times) power consumed by the ladle-furnace.

4) Мощный факел, образуемый продуваемыми снизу природным газом и воздухом или кислородом, примерно за 40-45 минут расплавит шихту и нагреет металл до оптимальной температуры, так как ковш нагревается в процессе плавки и нет необходимости в перегреве металла на 90-100°С выше ликвидуса.4) A powerful torch formed by natural gas and air or oxygen blown from below will melt the charge in about 40-45 minutes and heat the metal to the optimum temperature, since the ladle heats up during the melting process and there is no need to overheat the metal 90-100 ° C higher liquidus.

5) Так как растворимость газов в металле прямо пропорциональна росту температуры, сталь будет содержать меньше газов (водорода, азота, двуокиси углерода и др.) и неметаллических включений.5) Since the solubility of gases in a metal is directly proportional to the temperature increase, steel will contain less gases (hydrogen, nitrogen, carbon dioxide, etc.) and non-metallic inclusions.

6) Значительно сокращается время поточного технологического цикла выплавки, раскисления и внепечной обработки стали: 15-20 минут на выпуске, 15 минут - на транспортировку ковша на участок обработки в печи-ковше, 15 минут - на раскисление, 15 минут - на продувку-рафинирование. В итоге экономится почти 1 час.6) Significantly reduced the time of the in-line technological cycle of steelmaking, deoxidation and out-of-furnace treatment of steel: 15-20 minutes at the outlet, 15 minutes - for transportation of the bucket to the processing section in the ladle furnace, 15 minutes - for deoxidation, 15 minutes - for purification and refining . As a result, almost 1 hour is saved.

Налицо экономия от снижения больших капиталовложений на основной агрегат технологической линии - ДСП и ее сверхмощные трансформаторы, снижение расхода электроэнергии и огнеупорных материалов.There is a saving from reducing large investments in the main unit of the processing line - chipboard and its heavy-duty transformers, reducing the consumption of electricity and refractory materials.

Для выпуска одного миллиона тонн стали потребуется 4-5 рабочих разливочных ковшей, в которые так же, как и в электропечи, металлолом будет загружаться специальными бадьями.For the production of one million tons of steel, 4-5 working casting ladles will be required, into which, like in an electric furnace, scrap metal will be loaded with special tubs.

Положительный эффект представленного способа выплавки, раскисления, легирования и обработки стали заключается в том, что сокращаются капитальные затраты - выводится из технологического цикла основной агрегат для выплавки стали - ДСП с мощным трансформатором, а плавление шихты, доводка-рафинирование, раскисление-легирование и нагрев металла вместе с его химической и температурной гомогенизацией осуществляется в ковше-печи, т.е. уменьшаются расход электроэнергии и огнеупорных материалов, температура выплавки этого железоуглеродистого сплава и время его получения.The positive effect of the presented method of smelting, deoxidation, alloying and processing of steel is that capital costs are reduced - the main unit for steelmaking - chipboard with a powerful transformer is removed from the technological cycle, and the melting of the charge, refinement-refining, deoxidation-alloying and heating of metal together with its chemical and temperature homogenization is carried out in a ladle furnace, i.e. the consumption of electricity and refractory materials, the temperature of smelting of this iron-carbon alloy and the time of its production are reduced.

Источники информацииInformation sources

1. Технология и установка ковш-печь строящегося металлургического комбината "Ворскла Сталь" http://www.vorsklasteel. corn/technology/ Технология. http://www.vorsklasteel.corn/technology/ladle_furnace/установка ковш-печь.1. Technology and installation of a ladle-furnace of the Vorskla Steel metallurgical plant under construction http: //www.vorsklasteel. corn / technology / Technology. http: //www.vorsklasteel.corn/technology/ladle_furnace/installing a ladle furnace.

2. Агрегаты печь-ковш УРАЛМАША http://www.uralmash.m/ms/products/catalogue/aboutprodnct.htm?prod=652. Units ladle furnace URALMASH http: //www.uralmash.m/ms/products/catalogue/aboutprodnct.htm? Prod = 65

3. Способ обработки металла. Авторское свидетельство СССР №1410541, приоритет 10.04.1987 г.3. The method of processing metal. USSR copyright certificate No. 1410541, priority 04/10/1987

4. Способ выплавки стали. Авторское свидетельство СССР №701151, приоритет 06.08.1978 г.4. The method of steelmaking. USSR copyright certificate No. 701151, priority 06/08/1978

Claims (1)

Способ выплавки стали в ковше-печи, включающий загрузку шихты в виде металлического лома и флюсов, подачу под давлением снизу природного газа и воздуха или кислорода с расплавлением шихты газовоздушным или газокислородным факелом, выравнивание температуры и химического состава расплава по объему, присадку шлакообразующих реагентов, прекращение подачи природного газа и воздуха или кислорода и последующую продувку расплава снизу инертными газами, при этом в процессе плавления наклоном ковша-печи осуществляют скачивание первичного шлака, причем природный газ и воздух или кислород подают через неводоохлаждаемую газовоздушную или газокислородную форсунку, выполненную в виде концентрически вставленных одна в другую труб, размещенную в отверстии разливочного стакана шиберного затвора ковша-печи с обсыпкой вокруг сухим огнеупорным песком, причем природный газ подают по ее наружной трубе, а воздух или кислород - по внутренней, при этом ковш-печь накрывают присоединенной к газоочистке крышкой с электродами и дополнительно расплавляют шихту электрическими дугами сверху и после расплавления скачивают из ковша-печи первичный шлак, возвращают ковш-печь в исходное положение, подают в него флюсующие реагенты для наводки вторичного шлака и осуществляют продувку инертными газами снизу со шлакообразующими реагентами, совмещая этот процесс с кипением, раскислением, легированием, глубокой десульфурацией, дефосфорацией, гомогенизацией химического состава и температуры готовой стали. A method of steel smelting in a ladle furnace, including loading the charge in the form of scrap metal and fluxes, supplying natural gas and air or oxygen under pressure from the bottom with melting the charge with a gas-air or gas-oxygen torch, equalizing the temperature and chemical composition of the melt in volume, adding slag-forming reagents, terminating the supply of natural gas and air or oxygen and the subsequent blowing of the melt from below with inert gases, while in the process of melting by tilting the ladle-furnace, primary and, moreover, natural gas and air or oxygen are supplied through a non-water-cooled gas or air or gas nozzle made in the form of concentrically inserted pipes into one another, placed in the opening of the filling cup of the slide gate of the ladle-furnace with dusting around it with dry refractory sand, and natural gas is supplied through it the outer pipe, and air or oxygen - on the inside, while the ladle furnace is covered with a lid with electrodes attached to the gas treatment and the charge is further melted by electric arcs from above and After melting, primary slag is downloaded from the ladle furnace, the ladle furnace is returned to its original position, fluxing reagents are fed to it for secondary slag induction and inert gases are purged from below with slag-forming reagents, combining this process with boiling, deoxidation, alloying, deep desulfurization, dephosphorization, homogenization of the chemical composition and temperature of the finished steel.
RU2009127368A 2009-07-17 2009-07-17 Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment RU2405046C1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127368A RU2405046C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment
CN201080041405.XA CN102695810B (en) 2009-07-17 2010-07-16 Method for smelting, reducing, alloying and treating steel
PCT/IB2010/002279 WO2011007261A2 (en) 2009-07-17 2010-07-16 Method for smelting, reducing, alloying and treating steel
DE201011002970 DE112010002970T5 (en) 2009-07-17 2010-07-16 Process for melting, freshening, alloying and treating steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009127368A RU2405046C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2405046C1 true RU2405046C1 (en) 2010-11-27

Family

ID=43449907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009127368A RU2405046C1 (en) 2009-07-17 2009-07-17 Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN102695810B (en)
DE (1) DE112010002970T5 (en)
RU (1) RU2405046C1 (en)
WO (1) WO2011007261A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645858C2 (en) * 2016-05-23 2018-02-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Electric steel melting unit ladle-furnace (esu-lf)
RU2649476C2 (en) * 2016-05-23 2018-04-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of steelmaking in ladle furnace unit

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ305115B6 (en) * 2013-10-21 2015-05-06 Žďas, A.S. Refining ladle
GEP20166469B (en) * 2015-02-20 2016-04-25 Method for melting steel with one aggregate and aggregate
PL3075869T3 (en) * 2015-03-30 2019-04-30 Megalloy Ag Method for production of iron-silicon-aluminum alloys
CN106500514B (en) * 2016-10-19 2019-03-12 嘉峪关宏电铁合金有限责任公司 A method of preventing electrodes in mine hot stove deflection

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061056C1 (en) * 1993-11-19 1996-05-27 Станислав Викторович Цивинский Equipment to melt metal scrap and for off-the furnace processing of molten metal by blow of gases
RU2197537C2 (en) * 2000-03-29 2003-01-27 Открытое акционерное общество "Кузнецкий металлургический комбинат" Method of steel making
RU2266337C1 (en) * 2004-05-28 2005-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт Method of making steel in electric-arc steel melting furnace
RU62048U1 (en) * 2006-10-30 2007-03-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" INSTALLING A BUCKET FURNACE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2645858C2 (en) * 2016-05-23 2018-02-28 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Electric steel melting unit ladle-furnace (esu-lf)
RU2649476C2 (en) * 2016-05-23 2018-04-03 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of steelmaking in ladle furnace unit

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011007261A9 (en) 2012-06-07
DE112010002970T5 (en) 2013-05-16
WO2011007261A2 (en) 2011-01-20
CN102695810A (en) 2012-09-26
CN102695810B (en) 2014-04-23
WO2011007261A3 (en) 2011-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Emi Steelmaking technology for the last 100 years: toward highly efficient mass production systems for high quality steels
RU2405046C1 (en) Method of steel smelting, deoxidation, alloying and treatment
KR100417503B1 (en) Operation method and device of double container arc
RU2007118927A (en) AISI 4xx FERRITE STEEL GROUP STAINLESS STEEL PRODUCTION IN ACP CONVERTER
UA41448C2 (en) Iron smelting process and plant according smelting process
US20180202012A1 (en) Method of making steel using a single installation, and installation
US4504308A (en) Method of operating a metallurgical plant
JP3721154B2 (en) Method for refining molten metal containing chromium
RU2285050C1 (en) Method and production line for steel-making process
RU2437941C1 (en) Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
RU2649476C2 (en) Method of steelmaking in ladle furnace unit
RU2384627C1 (en) Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace
RU2645858C2 (en) Electric steel melting unit ladle-furnace (esu-lf)
CA1231533A (en) Method of producing steels of great purity and low gas content in steel mills and steel foundries, and apparatus therefor
RU2732840C1 (en) Steel melting method in oxygen converter
Ciocan et al. Effect of secondary vacuum treatment on performance characteristics of A516 grade 65 carbon steel
Kashakashvili et al. Steel smelting in an improved ladle-furnace unit
RU2003136330A (en) METHOD FOR Smelting steel in an electric arc furnace
RU2403290C1 (en) Rail steel melting method
RU2343207C2 (en) Technique of steel smelting and ladle metallurgy
RU2398887C1 (en) Procedure for melting rail steel
RU2394917C1 (en) Procedure for rail steel melting
RU2328534C1 (en) A method of rail steel making
RU2399681C1 (en) Procedure for rail steel melting
RU2336310C2 (en) Method of melting of carbonic and low alloyed grades of steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160718