RU2479636C1 - Способ производства стали с низким содержанием серы - Google Patents
Способ производства стали с низким содержанием серы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479636C1 RU2479636C1 RU2012109519/02A RU2012109519A RU2479636C1 RU 2479636 C1 RU2479636 C1 RU 2479636C1 RU 2012109519/02 A RU2012109519/02 A RU 2012109519/02A RU 2012109519 A RU2012109519 A RU 2012109519A RU 2479636 C1 RU2479636 C1 RU 2479636C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ladle
- furnace
- slag
- steel
- fluorite
- Prior art date
Links
Images
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
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. Способ включает получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей смеси, внепечную обработку на агрегате «печь-ковш». При выпуске плавки в ковш присаживают твердую шлакообразующую смесь в количестве 2,0-2,7 кг/т, состоящую из извести 75-80 мас.% и флюорит-селлаитового концентрата 20-25 мас.%, обработку проводят на агрегате «печь-ковш» в течение 45-75 минут, причем для завершения десульфурации металла в ковш дополнительно присаживают такую же твердую шлакообразующую смесь в количестве 0,3-0,6 кг/т, состоящую из извести 75-80 мас.% и флюорит-селлаитового концентрата 20-25 мас.%, во время обработки сталь продувают аргоном через донные пористые фурменные блоки с расходом 20-50 м3/ч. Изобретение позволяет повысить степень десульфурации металла и снизить расход разжижителя шлака. 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы.
Известен способ производства стали, включающий получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск расплава в сталеразливочный ковш, подачу в ковш раскислителей, легирующих и шлакообразующих материалов в виде металлургического флюса, состоящего из компонента, повышающего основность шлака (кальцийсодержащий компонент - известь), и компонента, способствующего увеличению жидкотекучести шлака (разжижитель - плавиковый шпат), внепечную обработку на агрегате «печь-ковш» различными реагентами с доведением до заданной температуры и требуемого химического состава, в том числе по содержанию серы [1].
Плавиковый шпат металлургический (массовая доля фтористого кальция 75-95%) в шлакообразующих смесях за счет своей легкоплавкости способствует образованию расплава при температурах ниже температуры плавления их компонентов.
Недостатком данного способа производства стали является недостаточная степень десульфурации.
Известен выбранный в качестве прототипа способ производства стали, включающий получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата, внепечную обработку на агрегате «печь-ковш» различными реагентами с доведением до заданной температуры и требуемого химического состава [2].
Существенными недостатками данного способа производства стали являются недостаточная степень десульфурации металла, значительная продолжительность внепечной обработки на агрегате «печь-ковш» и высокие затраты по данному способу производства стали.
Желаемыми техническими результатами изобретения являются: повышение степени десульфурации металла, снижение затрат на производство стали.
Для этого предлагается способ производства стали, включающий получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей смеси, внепечную обработку на агрегате «печь-ковш», отличающийся тем, что при выпуске плавки в ковш присаживают твердую шлакообразующую смесь в количестве 2,0-2,7 кг/т, состоящую из извести (75-80 мас.%) и флюорит-селлаитового концентрата (20-25 мас.%), на агрегате «печь-ковш» обработку проводят в течение 45-75 минут, причем для завершения десульфурации металла в ковш дополнительно присаживают твердую шлакообразующую смесь в количестве 0,3-0,6 кг/т, состоящую из извести (75-80 мас.%) и флюорит-селлаитового концентрата (20-25 мас.%), во время обработки сталь продувается аргоном через донные пористые фурменные блоки с расходом 20-50 м3/ч.
Заявляемые расходы твердой шлакообразующей смеси подобраны экспериментальным путем.
Присадка твердой шлакообразующей смеси в количестве 2,0-2,7 кг/т стали во время выпуска обеспечивает формирование высокоактивного шлака, позволяющего наиболее полно, для данного этапа заявляемого способа производства стали, добиться снижения содержания серы в металле. При присадке твердой шлакообразующей смеси в количестве менее 2,0 кг/т не происходит полная ассимиляция серы. При введении твердой шлакообразующей смеси в количестве более 2,7 кг/т стали велики тепловые потери, связанные с ее расплавлением, причем рафинирующая способность шлака полностью не используется.
При длительности обработки на агрегате «печь-ковш» в течение менее 45 минут некоторое количество серы не удаляется, качество стали при этом снижается, а при длительности обработки на агрегате «печь-ковш» в течение более 75 минут возможно загрязнение стали эндогенными неметаллическими включениями, возникающими в связи с эрозией огнеупорной футеровки сталеразливочного ковша.
Присадка твердой шлакообразующей смеси в ковш в количестве 0,3-0,6 кг/т стали для завершения десульфурации металла во время внепечной обработки на агрегате «печь-ковш» позволяет получить требуемое, необходимое потребителю содержание серы в металле. При присадке твердой шлакообразующей смеси в количестве менее 0,3 кг/т не происходит полная ассимиляция серы. При введении твердой шлакообразующей смеси в количестве более 0,6 кг/т стали велики тепловые потери, связанные с ее расплавлением, причем рафинирующая способность шлака полностью не используется.
С целью усреднения стали по химическому составу и температуре, а также для эвакуации неметаллических включений, возникающих вследствие реакции десульфурации, металл в сталеразливочном ковше во время обработки продувается инертным газом аргоном через донные пористые фурмы с расходом 20-50 м3/ч.
При расходе инертного газа менее 20 м3/ч процесс десульфурации и удаления неметаллических включений из объема металла в шлак вялотекущий и длительный, а при расходе инертного газа более 50 м3/ч наблюдается оголение зеркала металла в ковш и его вторичное окисление, при этом качество стали ухудшается.
Основной технической задачей изобретения является повышение степени десульфурации стали.
В заявленном способе производства стали с низким содержанием серы твердая шлакообразующая смесь для рафинирования содержит известь и разжижитель шлака, в качестве разжижителя используется природный флюорит-селлаитовый концентрат (ТУ 1769-003-56402667-2010).
При выборе флюорит-селлаитового концентрата в качестве разжижителя шлака в составе твердой шлакообразующей смеси ставилась цель отказаться от использования высококонцентрированного фтористого кальция (CaF2) и заменить его концентратом из смеси менее активных низкоконцентрированных фтористого кальция (CaF2) и фтористого магния (MgF2).
При взаимодействии высококонцентрированного фтористого кальция с расплавом металла фтор выделяется в атмосферу, загрязняя окружающую среду, а также снижает стойкость огнеупорной футеровки ковшей. Флюорит-селлаитовый концентрат за счет более низких концентраций фтористого кальция и магния более инертный материал по отношению к огнеупорной футеровке ковшей, при этом в составе твердой шлакообразующей смеси обеспечивает высокую степень десульфурации металла.
Флюорит-селлаитовый концентрат месторождения «Суран» Республики Башкортостан имеет следующий химический состав, мас.%:
Сумма флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) | 75-94 |
в т.ч. CaF2 | 37-47 |
MgF2 | 38-47 |
Оксида кремния (SiO2) | 2-20 |
Прочие (MgCO3, СаСО3, Fe2O3, Al2O3, TiO2 и др.) | 3,97-4,40 |
Сера (S) | 0,02-0,30 |
Фосфор (Р) | 0,01-0,30 |
Из диаграммы фазового равновесия двухкомпонентной системы CaF2-MgF2 известно (см. чертеж), что эвтектической точке (порядка 940°C) соответствует наиболее низкая температура плавления смеси фтористого кальция и магния и достигается это при их примерно равном содержании (см. Минералы. Справочник. Диаграммы состояния. Под редакцией института геологии. М.: Наука, 1974. С.246).
Именно такое, примерно равное, количество фтористого кальция и магния содержится в природном флюорит-селлаитовом концентрате месторождения «Суран» Республики Башкортостан, что является несомненным его преимуществом, имея в виду его использование в качестве разжижителя шлака. Применение флюорит-селлаитового концентрата в составе твердой шлакообразующей смеси известно [3].
Низкое содержание кремния (2-20%), особо низкие содержания серы (0,02-0,30%) и фосфора (0,01-0,30%) позволяют использовать флюорит-селлаитовый концентрат в составе твердой шлакообразующей смеси при производстве сталей ответственного назначения.
При содержании во флюорит-селлаитовом концентрате суммы флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) менее 75% не обеспечивается наилучший эффект реагирования с компонентами расплава, а их сумма более 94% практически не присутствует в месторождении.
Таким образом, оптимальной можно считать сумму содержания флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2) в заявляемой твердой шлакообразующей смеси 75-94%.
Содержание SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате составляет в пределах 2-20%.
При снижении содержания SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате до 2% происходит соответствующее увеличение содержания суммы флюорита (CaF2) + селлаита (MgF2), что снижает температуру плавления шлакообразующей смеси, способствует раннему образованию жидкоподвижного, активного шлака и повышает степень десульфурации металла.
При увеличении содержания SiO2 более 20% снижается основность шлака и по этой причине снижается степень десульфурации металла.
На основании вышеизложенного, оптимальным содержанием SiO2 во флюорит-селлаитовом концентрате является 2-20%.
Назначение прочих компонентов во флюорит-селлаитовом концентрате заключается в следующем: MgCO3 и СаСО3 после декарбонизации в расплавленном металле обеспечивают эффективное его перемешивание; Fe2O3 дополнительно разжижает расплав; TiO2 стабилизирует жидкотекучесть расплава.
При размере фракции флюорит-селлаитового концентрата менее 5 мм не исключается вынос мелочи в атмосферу во время обработки стали, что повышает запыленность на рабочих местах, снижается его усвоение расплавом металла.
При размере же фракции флюорит-селлаитового концентрата крупнее 80 мм замедляется его растворение в расплаве металла.
Таким образом, оптимальным является размер фракции флюорит-селлаитового концентрата 5-80 мм.
Содержание флюорит-селлаитового концентрата 20-25% (мас.) в составе твердой шлакообразующей смеси для рафинирования стали является оптимальным, что подтверждено результатами опытов.
При содержании флюорит-селлаитового концентрата менее 20% и более 25% не обеспечиваются наилучший эффект реагирования твердой шлакообразующей смеси с компонентами расплава и высокая степень десульфурации.
Заявляемый способ производства стали с низким содержанием серы был реализован при производстве стали марок Ст20, 09Г2С, SAE 1006, 08Ю, 08пс, DC001 и др. Выплавку стали осуществляли в 350-т конвертере и 180-т электропечи, выпуск плавки в сталеразливочный ковш производили с отсечкой шлака, при наполнении ковша металлом на 1/4-1/3 присаживали твердую шлакообразующую смесь. Внепечную обработку на агрегате «печь-ковш» производили в течение 45-75 минут, во время обработки металл продували инертным газом аргоном через донные пористые фурмы с расходом 20-50 м3/ч, присаживали твердую шлакообразующую смесь.
Заявляемый способ производства стали обеспечивает достижение коэффициента распределения серы между металлом шлаком в начале внепечной обработки 21, в конце обработки 47. Эффективность применения в составе твердой шлакообразующей смеси в качестве разжижителя шлака флюорит-селлаитового концентрата подтверждается результатами опытов (см. табл.).
№ состава | Содержание, % | Степень десульфурации, % | ||
Известь | Флюорит-селлаитовый концентрат | Плавиковый шпат | ||
1 (прототип) | 80 | - | 20 | 39,2 |
2 | 73 | 27 | - | 39,4 |
3 | 75 | 25 | - | 40,2 |
4 | 76 | 24 | - | 43,5 |
5 | 78 | 22 | - | 42,2 |
6 | 80 | 20 | - | 41,3 |
7 | 82 | 18 | - | 39,5 |
Из приведенной таблицы следует, что степень десульфурации металла при его обработке заявляемой твердой шлакообразующей смесью на 1,0-4,3% выше, чем по прототипу. Кроме того, при оптимальной степени десульфурации, расход флюорит-силаитового концентрата на 0,1-0,3 кг/т ниже расхода плавикового шпата, что соответственно снижает стоимость твердой шлакообразующей смеси.
Источники информации
1. Куприн В.А. Теория и технология производства стали. - М.: Мир, 2003, 528 с.
2. Патент РФ 2235790, МПК7 C21C 5/5, 7/076.
3. Заявка на изобретение №2010146977, МПК C21C 7/076.
Claims (1)
- Способ производства стали с низким содержанием серы, включающий получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей смеси, внепечную обработку на агрегате «печь-ковш», отличающийся тем, что при выпуске плавки в ковш присаживают твердую шлакообразующую смесь в количестве 2,0-2,7 кг/т, состоящую из 75-80 мас.% извести и 20-25 мас.% флюорит-селлаитового концентрата, обработку проводят на агрегате «печь-ковш» в течение 45-75 мин, причем для завершения десульфурации металла в ковш дополнительно присаживают твердую шлакообразующую смесь в количестве 0,3-0,6 кг/т, состоящую из 75-80 мас.% извести и 20-25 мас.% флюорит-селлаитового концентрата, а во время обработки сталь продувают аргоном через донные пористые фурменные блоки с расходом 20-50 м3/ч.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109519/02A RU2479636C1 (ru) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Способ производства стали с низким содержанием серы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012109519/02A RU2479636C1 (ru) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Способ производства стали с низким содержанием серы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2479636C1 true RU2479636C1 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=49152709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109519/02A RU2479636C1 (ru) | 2012-03-13 | 2012-03-13 | Способ производства стали с низким содержанием серы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2479636C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735697C1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-11-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ внепечной обработки стали в ковше |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147615C1 (ru) * | 1998-12-08 | 2000-04-20 | АО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Шлаковая смесь для обработки стали в ковше |
RU2235790C1 (ru) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | ООО "Рельсы Кузнецкого металлургического комбината" | Способ выплавки рельсовой стали |
CN1676624A (zh) * | 2005-05-31 | 2005-10-05 | 方兴 | 一种炼钢用锰系多元复合脱氧剂的制备方法及其产品 |
-
2012
- 2012-03-13 RU RU2012109519/02A patent/RU2479636C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147615C1 (ru) * | 1998-12-08 | 2000-04-20 | АО "Новолипецкий металлургический комбинат" | Шлаковая смесь для обработки стали в ковше |
RU2235790C1 (ru) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | ООО "Рельсы Кузнецкого металлургического комбината" | Способ выплавки рельсовой стали |
CN1676624A (zh) * | 2005-05-31 | 2005-10-05 | 方兴 | 一种炼钢用锰系多元复合脱氧剂的制备方法及其产品 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2735697C1 (ru) * | 2020-03-24 | 2020-11-06 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Способ внепечной обработки стали в ковше |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2608865C2 (ru) | Способ десульфурации стали | |
US3537842A (en) | Treatment of molten metal | |
CN102477472A (zh) | 一种低碳钢的脱硫精炼方法 | |
RU2479636C1 (ru) | Способ производства стали с низким содержанием серы | |
JP4765374B2 (ja) | 含クロム溶銑の脱硫処理方法 | |
JP5333542B2 (ja) | 溶鋼ならびに溶融鉄合金の脱硫方法 | |
JP2003155516A (ja) | 溶鋼の取鍋精錬による脱硫方法 | |
RU2633678C1 (ru) | Способ получения лигатуры ванадий-марганец-кремний | |
RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
RU2333255C1 (ru) | Способ выплавки стали | |
RU2608008C1 (ru) | Способ выплавки стали в кислородном конвертере | |
RU2450059C1 (ru) | Твердая шлакообразующая смесь для рафинирования стали | |
RU2533071C1 (ru) | Способ производства стали | |
Nadif et al. | Desulfurization practices in ArcelorMittal flat carbon Western Europe | |
RU2713770C1 (ru) | Способ производства стали с нормируемым содержанием серы | |
RU2714562C1 (ru) | Способ очистки расплава ферросилиция от примесей | |
UA18175U (en) | Method for out-of-furnace steel treatment at the plants of "ladle-furnace" type | |
RU2453610C2 (ru) | Шлаковая смесь для обработки жидкого металла | |
RU2608010C1 (ru) | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи | |
UA107546U (uk) | Спосіб виробництва сталі | |
Amelin et al. | Technology for the reduction of iron oxides in the processing of metal slag scrap in the oxygen converter | |
UA112947C2 (uk) | Спосіб виробництва сталі | |
RU2284359C1 (ru) | Способ производства стали для трубной заготовки | |
JP6398583B2 (ja) | 溶銑の脱りん処理用精錬剤および溶銑の脱りん処理方法 | |
RU2218419C2 (ru) | Способ выплавки стали в конвертере |