RU2524878C2 - Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) - Google Patents
Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524878C2 RU2524878C2 RU2012150908/02A RU2012150908A RU2524878C2 RU 2524878 C2 RU2524878 C2 RU 2524878C2 RU 2012150908/02 A RU2012150908/02 A RU 2012150908/02A RU 2012150908 A RU2012150908 A RU 2012150908A RU 2524878 C2 RU2524878 C2 RU 2524878C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxides
- flux
- magnesia
- boron
- steelmaking
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам и производству сталеплавильных высокомагнезиальных флюсов, применяемых в конвертере или электросталеплавильной печи, а также в процессе доводки стали в сталеразливочном ковше.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular, to compositions and production of steelmaking high-magnesia fluxes used in a converter or electric furnace, as well as in the process of finishing steel in a steel ladle.
Известны варианты сталеплавильного высокомагнезиального флюса и способа его получения, обеспечивающие следующий состав, мас.%: оксид кальция 0,5-10,0, оксид железа 0,1-8,0, оксид алюминия 0,1-15,0, оксид кремния 1,0-8,0, оксиды и/или хлориды, и/или фториды щелочных металлов 0,01-5,0, потери при прокаливании 0,1-30,0, углерод 0,01-12,0, органические и/или минеральные соединения 1,0-10,0, оксид магния - остальное. Известный сталеплавильный флюс производят способом смешивания обожженного во вращающейся печи магнезиальносодержащего материала, связующего и алюмосодержащих отходов алюминия с добавкой или без добавки в состав шихты углеродсодержащего материала, магнезита и(или) брусита и брикетирования смешанной массы в виде брикетов (RU №2374327 С2, опубл. 27.11.2009). Изобретение направлено на получение быстрорастворимого флюса с низкой открытой пористостью и высокой прочностью при сжатии, а также увеличение выхода годного.Known options for steelmaking high magnesia flux and a method for its preparation, providing the following composition, wt.%: Calcium oxide 0.5-10.0, iron oxide 0.1-8.0, alumina 0.1-15.0, silicon oxide 1.0-8.0, oxides and / or chlorides and / or alkali metal fluorides 0.01-5.0, loss on ignition 0.1-30.0, carbon 0.01-12.0, organic and / or mineral compounds 1.0-10.0, magnesium oxide - the rest. The known steel-smelting flux is produced by the method of mixing magnesia-containing material burned in a rotary kiln, aluminum binder and aluminum waste with or without additives in the mixture of carbon-containing material, magnesite and / or brucite and mixed briquetting in the form of briquettes (RU No. 2374327 C2, publ. 11/27/2009). The invention is directed to obtaining instant flux with low open porosity and high compressive strength, as well as increased yield.
Недостатком применения вариантов состава известного флюса и способа его производства является применение в шихте алюмосодержащих отходов от производства алюминия, содержащих до 30% оксиды и (или) хлориды, и(или) фториды щелочных металлов, которые при перемешивании со связующим (растворенным в воде) образуют щелочной раствор, снижающий стойкость валков и металлоконструкций пресса. Постоянное применение в сталеплавильном производстве флюса, содержащего фториды и(или) хлориды, также агрессивно влияет на металлоконструкции газоотводящего тракта. Кроме этого, выделение хлоридов и фторидов как в процессе производства флюса, так и в процессе применения флюса в сталеплавильном производстве, приводит к ухудшению экологической обстановки рабочей зоны.The disadvantage of using variants of the composition of the known flux and the method of its production is the use in the mixture of aluminum-containing waste from aluminum production containing up to 30% oxides and (or) chlorides, and (or) alkali metal fluorides, which form when mixed with a binder (dissolved in water) to form alkaline solution that reduces the resistance of the rolls and metal structures of the press. The constant use in the steelmaking production of flux containing fluorides and (or) chlorides also aggressively affects the metal structures of the exhaust duct. In addition, the release of chlorides and fluorides both in the process of flux production and in the process of using flux in steelmaking, leads to a deterioration of the environmental situation in the working area.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является сталеплавильный флюс, содержащий маc. доля % на прокаленное вещество: оксид магния - основа; оксид кальция 3,0-12,0, оксиды железа 5,0-15,0%, оксид алюминия 0,2-2,5, диоксид кремния 2,0-5,0, произведенный во вращающейся печи из шихты, состоящей из 40-65% природного магнезита, 20-55% каустического магнезита и 5-15% сидеритовой руды, которую смешивают непосредственно в печи и обжигают при температуре 1550-1700°С с получением спеченного готового продукта скатанной формы (RU №2296800, опубл. 10.04.2007).Closest to the claimed invention is a steelmaking flux containing wt. share% on calcined substance: magnesium oxide - base; calcium oxide 3.0-12.0, iron oxides 5.0-15.0%, alumina 0.2-2.5, silicon dioxide 2.0-5.0, produced in a rotary kiln from a mixture consisting of 40-65% of natural magnesite, 20-55% of caustic magnesite and 5-15% siderite ore, which is mixed directly in the furnace and calcined at a temperature of 1550-1700 ° C to obtain a rolled-up sintered finished product (RU No. 2296800, publ. 10.04 .2007).
В процессе обжига смешанных в печи шихтовых материалов происходит ожелезнение периклаза, доля которого составляет 10-15%. Зерна ожелезценного периклаза частично цементируются легкоплавкими фазами мервинита и монтичеллита (доля 4-7%). Выход спеченных гранул фракции более 4 мм составляет 50-60%. Остальные 40-50% составляет мелочь до 4 мм, которую брикетируют с получением крупнокускового флюса.During the firing process of the charge materials mixed in the furnace, periclase is ironized, the proportion of which is 10-15%. Grains of ferruginous periclase are partially cemented by the low-melting phases of Mervinite and Monticellitis (4-7%). The output of sintered granules of a fraction of more than 4 mm is 50-60%. The remaining 40-50% is fines up to 4 mm, which are briquetted to obtain lump flux.
Преимуществом спеченного флюса является высокий показатель физико-механических свойств, в частности прочности и плотности, что позволяет поставлять флюс без образования мелочи и пыли в процессе транспортировки к потребителю, складирования и подачи по вертикальному тракту. Спеченный флюс, оболочка которого состоит из ожелезненного периклаза, не гидратирует под воздействием атмосферной влаги.The advantage of sintered flux is a high indicator of physical and mechanical properties, in particular strength and density, which allows the flux to be delivered without the formation of fines and dust during transportation to the consumer, storage and supply along the vertical path. Sintered flux, the shell of which consists of ferruginous periclase, does not hydrate when exposed to atmospheric moisture.
Недостатком сталеплавильного флюса, полученного спеканием, является низкая скорость растворения флюса, состоящего из тугоплавкой спеченной матрицы ожелезненного периклаза с температурой плавления более 1750°С, в шлаках периода расплавления металлолома (электросталеплавильный и конвертерный передел) и периода интенсивного обезуглероживания металла (конвертерный передел) при получении температуры менее 1500°С и, соответственно, замедленное насыщение шлака оксидами магния в начальный период плавки и высокая гетерогенизация шлака в средний период плавки. Флюс известного состава, полученный брикетированием мелкой фракции, растворяется практически в 2 раза быстрее, чем спеченный, но недостаточно эффективен для формирования равномерного гарнисажа на футеровке конвертера в процессе раздува шлака азотом. Присадка высокомагнезиальных брикетов, состоящих из частиц тугоплавкого ожелезненного периклаза, спрессованных с добавкой связующего, приводит к быстрому распаду брикетов, резкому введению тугоплавких мелкофракционных частиц ожелезненного периклаза в основной шлак и к резкому загущению шлака с его сворачиванием и привариванием к днищу, поэтому конусная часть конвертера остается неошлакованной.The disadvantage of the steelmaking flux obtained by sintering is the low dissolution rate of the flux, consisting of a refractory sintered iron periclase matrix with a melting point of more than 1750 ° C, in slags from the period of melting of scrap metal (electric steelmaking and converter redistribution) and the period of intensive decarburization of the metal upon receipt (converter) temperatures less than 1500 ° C and, accordingly, slow slag saturation with magnesium oxides in the initial melting period and high slag heterogenization in media third period of melting. A flux of known composition obtained by briquetting a fine fraction dissolves almost 2 times faster than sintered, but is not effective enough to form a uniform skull on the lining of the converter during nitrogen slag blowing. The addition of highly magnesian briquettes, consisting of particles of refractory iron periclase, compressed with the addition of a binder, leads to the rapid decomposition of briquettes, a sharp introduction of refractory fine-grained particles of iron periclase into the main slag, and to the sharp thickening of the slag condensation, the stubble caking unlagged.
Необходимо отметить, что при производстве высокомагнезиальных ожелезненных сталеплавильных флюсов с образованием в процессе спекания минимального количества мелкой фракции требуется повышение доли легкоплавких фаз в оксидной системе, которые связывали бы кристаллы ожелезненного периклаза и магнезиоферрита в прочные гранулы. Это позволит повысить выход годного и снизить энергозатраты на производство флюсов. Для формирования легкоплавких фаз в шихте необходимо присутствие компонентов, которые снижают температуру плавления системы MgO-CaO.It should be noted that in the production of highly magnesian iron-smelting fluxes with the formation of a minimum amount of fines during sintering, an increase in the proportion of low-melting phases in the oxide system is required, which would bind ferrous periclase and magnesioferrite crystals to durable granules. This will increase the yield and reduce energy consumption for the production of fluxes. For the formation of low-melting phases in the charge, the presence of components that reduce the melting temperature of the MgO-CaO system is necessary.
Задачей изобретения является создание высокомагнезиального флюса высокой прочности при максимальном показателе выхода годного при его производстве, обеспечивающего ускоренное формирование магнезиального шлака требуемой вязкости, как в процессе выплавки стали, так и при нанесении шлакового гарнисажа на футеровку, а также в процессе дальнейшей внепечной обработки стали в ковше.The objective of the invention is the creation of high-magnesian flux of high strength at a maximum yield rate during its production, providing accelerated formation of magnesian slag of the required viscosity, both in the process of steel smelting and when applying a slag skull on the lining, as well as in the process of further out-of-furnace processing of steel in the ladle .
Поставленная задача достигается тем, что известный сталеплавильный флюс, содержащий оксиды магния, кальция, железа, алюминия и кремния, согласно изобретению дополнительно содержит оксиды бора и марганца при следующем соотношении компонентов на прокаленное вещество, мас.%:The problem is achieved in that the known steelmaking flux containing oxides of magnesium, calcium, iron, aluminum and silicon, according to the invention additionally contains boron and manganese oxides in the following ratio of components to the calcined substance, wt.%:
Введение в состав сталеплавильного высокомагнезиального флюса оксидов бора и марганца направлено на формирование легкоплавких фаз в оксидной системе как при производстве во вращающейся печи, так и при растворении сталеплавильного флюса в шлаке высокой основности сталеплавильного производства.The introduction of boron and manganese oxides into the composition of the steelmaking high-magnesia flux is aimed at the formation of low-melting phases in the oxide system both during production in a rotary kiln and during dissolution of the steelmaking flux in high-basicity slag of steelmaking.
Быстрорастворимый сталеплавильный флюс требуемой прочности и плотности получают обжигом и спеканием во вращающейся печи шихтовой смеси, основу которой составляют магнезиальносодержащие материалы и легирующая добавка, при этом в качестве легирующей добавки используют борсодержащие материалы с добавкой железосодержащего материала. Применение борсодержащих материалов (колеманит, улексит) в шихте при производстве флюса во вращающейся печи позволит понизить температурный режим спекания и его продолжительность за счет получения легкоплавких составляющих, а также получить на выходе из печи меньшее количество мелочи в готовом продукте. Температура плавления систем MgO-B2O3, СаО-В2О3 составляет ~1300-1360°С при содержании 25-35% В2О3. В шихтовых материалах обязательно содержатся оксиды марганца, обеспечивающие заявляемый состав сталеплавильного флюса. Оксиды марганца повышают жидкофазную составляющую спекаемой шихты за счет формирования плавящихся инконгруэнтно мангонитов магния и кальция, тем самым способствуют решению поставленной задачи. Добавка железосодержащего материала в шихту обеспечит формирование ожелезненного периклаза в составе флюса, применение которого в сталеплавильном производстве способствует повышению стойкости футеровки сталеплавильных агрегатов.An instant steel-smelting flux of the required strength and density is obtained by firing and sintering in a rotary kiln a charge mixture based on magnesia-containing materials and an alloying additive, while boron-containing materials with an addition of iron-containing material are used as an alloying additive. The use of boron-containing materials (colemanite, ulexite) in the mixture during the production of flux in a rotary kiln will reduce the sintering temperature and its duration due to the production of low-melting components, as well as to obtain a smaller amount of fines in the finished product at the outlet from the furnace. MgO-B 2 O 3 Melting point systems CaO-B 2 O 3 is ~ 1300-1360 ° C at a content of 25-35% B 2 O 3. In the charge materials must contain manganese oxides, providing the claimed composition of the steelmaking flux. Manganese oxides increase the liquid-phase component of the sintered charge due to the formation of melting incongruent magnesium and calcium mangonites, thereby contributing to the solution of the problem. The addition of iron-containing material in the charge will provide the formation of ferruginous periclase in the composition of the flux, the use of which in steelmaking helps to increase the lining stability of steelmaking units.
Получение шлаков необходимой вязкости при сталеплавильном производстве обеспечивает флюс, полученный обжигом и спеканием во вращающейся печи магнезиальносодержащих материалов и легирующей добавки, а в обожженную и спеченную шихтовую смесь подают борсодержащий материал с подачей или без подачи в нее углеродсодержащего материала, смешивают со связующим материалом и осуществляют брикетирование или грануляцию полученной шихтовой смеси. В качестве легирующей добавки при обжиге в печи используется любой из материалов: железосодержащих (сидерит, конвертерный шлам, окалина и др.), марганецсодержащих (марганцевый известняк, марганцевая руда или концентрат), алюмосодержащих (алюминистый шлак, боксит), которые обеспечивают жидкую фазу для спекания зерен и частиц периклаза. Введение борсодержащего материала в шихтовую смесь при брикетировании или грануляции позволяет получить быстрорастворимый флюс в условиях сталеплавильного производства, обеспечивает не только ускоренное насыщение основного шлака оксидами магния и кальция, но и способствует разжижению загущенного ожелезненным периклазом шлака за счет воздействия оксидов бора. Присадка в шихтовую смесь при брикетировании углеродсодержащего материала (кокс, антрацит, электродный бой и т.п.) направлена на получение в сталеплавильном флюсе дополнительно 2-15% углерода, взаимодействие которого со шлаком высокой окисленности приводит к снижению содержания оксидов железа в шлаке, что соответственно снижает агрессивность шлака по отношению к футеровке сталеплавильного агрегата.Obtaining slags of the required viscosity in steelmaking provides a flux obtained by calcining and sintering magnesia-containing materials and an alloying additive in a rotary kiln, and boron-containing material is fed into the calcined and sintered charge mixture with or without carbon-containing material, mixed with a binder and briquetted or granulation of the resulting mixture mixture. As an alloying additive during firing in a furnace, any of the materials is used: iron-containing (siderite, converter sludge, scale, etc.), manganese-containing (manganese limestone, manganese ore or concentrate), aluminum-containing (aluminum slag, bauxite), which provide a liquid phase for sintering of grains and particles of periclase. The introduction of boron-containing material into the charge mixture during briquetting or granulation makes it possible to obtain instant flux in steelmaking conditions, not only provides accelerated saturation of the main slag with magnesium and calcium oxides, but also helps to thin the slag thickened by iron periclase due to the action of boron oxides. The additive in the charge mixture during briquetting of carbon-containing material (coke, anthracite, electrode battle, etc.) is aimed at obtaining in the steelmaking flux an additional 2-15% carbon, the interaction of which with highly oxidized slag leads to a decrease in the content of iron oxides in the slag, which accordingly reduces the slag aggressiveness with respect to the lining of the steelmaking unit.
Поставленная задача ускоренного насыщения шлака оксидами магния решается только при использовании высокомагнезиального сталеплавильного флюса, содержащего не менее 50% MgO и не более 95%. При содержании MgO менее 50% основными компонентами флюса являются оксиды кальция, кремния, марганца, бора, железа и алюминия, поэтому присадка такого состава флюса не приводит к насыщению шлака оксидами магния при увеличении массы шлака. Дополнительное внесение массы магнезиального флюса ограничивается материально-тепловым балансом плавки, так любая сверхнормативная добавка шлакообразующих материалов требует дополнительных энергетических затрат для достижения заданной температуры стали. Не решается поставленная задача при применении флюса, содержащего более 95% MgO, так как данный флюс является в случае получения его спеканием в печи тугоплавким, а в условиях применения брикетированного или гранулированного флюса резко загущает шлак ожелезненным периклазом, придавая ему излишнюю вязкость, снижая рафинирующую способность шлака, а в случае использования для нанесения шлакового гарнисажа на футеровку не позволяет равномерно нанести гарнисаж.The task of accelerated saturation of the slag with magnesium oxides is solved only when using high-magnesia steelmaking flux containing not less than 50% MgO and not more than 95%. When the MgO content is less than 50%, the main components of the flux are oxides of calcium, silicon, manganese, boron, iron and aluminum, therefore, the addition of such a flux composition does not lead to saturation of the slag with magnesium oxides with an increase in slag mass. The additional introduction of the magnesia flux mass is limited by the material and heat balance of the smelting, since any excess addition of slag-forming materials requires additional energy costs to achieve the set steel temperature. The problem is not solved when using a flux containing more than 95% MgO, since this flux is refractory when sintered in a furnace, and when briquetted or granular flux is used, the slag thickens the slag with ferruginous periclase, giving it an excess viscosity, reducing the refining ability slag, and in the case of use for applying a slag skull on the lining does not allow to evenly apply the skull.
Содержание оксидов кальция не должно составлять более 35% как вследствие снижения оксидов магния, бора и марганца, недостаточное содержание которых не позволит решить поставленную задачу, так и по причине подверженности оксидов кальция гидратации при взаимодействии с водой с образованием Са(ОН)2, разрыва гидратированного флюса на мелочь и пыль, что приводит не только к потерям мелкой фракции при подаче в сталеплавильном производстве, но и в случае применения в конвертерной плавке к увеличению содержания водорода в составе отходящих газов, повышая опасность взрыва в газоотводящем тракте.The content of calcium oxides should not be more than 35% both due to a decrease in magnesium, boron and manganese oxides, the insufficient content of which will not allow us to solve the problem, and due to the exposure of calcium oxides to hydration when interacting with water with the formation of Ca (OH) 2 , the rupture of hydrated flux to fines and dust, which leads not only to the loss of fines when supplied in steelmaking, but also when used in converter smelting, to increase the hydrogen content in the exhaust gas c, increasing the risk of explosion in the exhaust pipe.
Не решается поставленная задача при повышении содержания оксидов железа более 10%, а оксидов алюминия более 7%, в основном по причине образования при производстве во вращающейся печи гарнисажных колец на футеровке, формируемых избыточной массой легкоплавких фаз ферритов и алюминатов магния (MgO·FeO·Fe2O3, MgO·Al2O3·Fe2O3) и браунмиллерита (4СаО·Аl2O3·Fе2O3), обладающих повышенной адгезией к футеровке, что приводит к постоянному наращиванию гарнисажа с постепенным зарастанием рабочей зоны печи и к преждевременному ее выходу из эксплуатации.The problem is not solved with an increase in the content of iron oxides of more than 10%, and aluminum oxides of more than 7%, mainly due to the formation of lining skull rings in the production of a rotary kiln, formed by the excess mass of low-melting phases of ferrites and magnesium aluminates (MgO · FeO · Fe 2 O 3 , MgO · Al 2 O 3 · Fe 2 O 3 ) and brownmillerite (4СаО · Аl 2 O 3 · Fe 2 O 3 ), which have increased adhesion to the lining, which leads to a constant increase in the skull with a gradual overgrowing of the furnace working zone and its premature decommissioning.
Поставленная задача не будет решена при содержании оксидов марганца более 7%, так как содержание в материалах оксидов марганца и оксидов кремния взаимосвязано и находится в виде соединений браунита, родонита и тефроита (3Мn2O3·МnSiO3, MnO·SiO2, 2MnO·SiO2). Поэтому получение флюса с содержанием оксидов марганца более 7% приведет к превышению более 7% содержания оксидов кремния. Содержание оксидов кремния 7% в составе шлакообразующих материалов ограничивается требованием получения основного шлака для эффективного проведения рафинирования металла от вредных примесей фосфора и серы. Дополнительное введение каждого процента оксида кремния обязательно приведет к увеличению расхода извести на плавку, из расчета на 1% SiO2 требуется ввести не менее 3% СаО, для получения требуемой основности шлака. Нижний предел содержания оксидов марганца и оксидов кремния установлен 0,1% и определяется фактором наличия данных оксидов при любом из вариантов заявленных процессов производства сталеплавильного высокомагнезиального флюса, так как даже в случае отсутствия в составе шихты марганецсодержащего материала указанные оксиды обязательно присутствуют во всех заявляемых шихтовых материалах.The problem will not be solved when the content of manganese oxides is more than 7%, since the content in the materials of manganese oxides and silicon oxides is interconnected and is in the form of compounds of brownite, rhodonite and tephroite (3Mn 2 O 3 · MnSiO 3 , MnO · SiO 2 , 2MnO · SiO 2 ). Therefore, obtaining a flux with a manganese oxide content of more than 7% will lead to an excess of more than 7% of the content of silicon oxides. The content of silicon oxides of 7% in the composition of slag-forming materials is limited by the requirement to obtain the main slag for the efficient refining of metal from harmful impurities of phosphorus and sulfur. An additional introduction of each percent of silicon oxide will necessarily lead to an increase in the consumption of lime for smelting, based on 1% SiO 2 it is required to introduce at least 3% CaO to obtain the required slag basicity. The lower limit of the content of manganese oxides and silicon oxides is set at 0.1% and is determined by the presence of these oxides in any of the variants of the claimed processes for the production of high-magnesian steelmaking flux, since even in the absence of a manganese-containing material in the charge, these oxides are necessarily present in all the claimed charge materials .
Аналогично установлен нижний предел содержания 0,1% для оксидов кальция, железа, алюминия и примесей, которые обязательно будут содержаться в составе сталеплавильного флюса ввиду их присутствия во всех заявляемых шихтовых материалах.Similarly, the lower limit of 0.1% is set for oxides of calcium, iron, aluminum and impurities, which will necessarily be contained in the composition of the steelmaking flux due to their presence in all of the claimed charge materials.
В составе природных шихтовых материалов обязательно присутствуют примеси различных элементов, содержащиеся в оксидной (Na2O, K2O, ZnO, CuO, SnO2, ZrO2, SO3 и т.д.) и свободной формах (например, Те, I, La, Се, Ва, S, Р и др.), соответственно в составе сталеплавильного флюса они также обязательно присутствуют. Чистота применяемых шихтовых материалов оказывает существенное влияние на стабильный режим работы печи по обеспечению условий равновесного состояния при требуемой температуре производства сталеплавильного флюса. Кроме этого, в сталеплавильном производстве к шлакообразующим материалам, присаживаемым на слитый металл в ковш для дальнейшей внепечной обработки, предъявляются жесткие требования по содержанию примесей, поэтому содержание примесей в сталеплавильном флюсе должно быть в сумме не более 2%.The composition of natural charge materials necessarily contains impurities of various elements contained in oxide (Na 2 O, K 2 O, ZnO, CuO, SnO 2 , ZrO 2 , SO 3 , etc.) and free forms (for example, Te, I , La, Ce, Ba, S, P, etc.), respectively, they are also necessarily present in the composition of the steelmaking flux. The purity of the used charge materials has a significant impact on the stable operation of the furnace to ensure equilibrium conditions at the required temperature for the production of steelmaking flux. In addition, in steelmaking, slag-forming materials that are seated on a molten metal in a ladle for further out-of-furnace processing are subject to stringent requirements for the content of impurities, therefore, the content of impurities in the steelmaking flux should be no more than 2%.
Новизна заявляемого состава сталеплавильного высокомагнезиального флюса и способа его получения (с вариантом) обусловлена отсутствием в патентах и литературе в составах высокомагнезиальных флюсов, содержащих оксиды магния, кальция, железа, алюминия и кремния, наличия оксидов бора и марганца, а в способе производства введения в шихту борсодержащих материалов.The novelty of the claimed composition of the steelmaking high-magnesia flux and the method for its production (with an option) is due to the absence in patents and literature of high-magnesia fluxes containing oxides of magnesium, calcium, iron, aluminum and silicon, the presence of boron and manganese oxides, and in the production method of introducing into the charge boron-containing materials.
Получение прочных частиц спека необходимой крупности определяется не только оптимальным количеством жидкой фазы, но и ее свойствами, коэффициентом поверхностного натяжения и вязкости. Применение в качестве легирующей добавки борсодержащих материалов при производстве во вращающейся обжиговой печи приводит к образованию легкоплавких фаз спекаемого флюса, обладающих низкой адгезией к хромитопериклазовой футеровке печи, что исключает образование гарнисажных колец на футеровке, способствует сплавлению частиц обожженного периклаза, повышая выход годного флюса (по фракции и прочности). Полученные дополнительные легкоплавкие фазы MgO-В2О3, СаО-В2О3 в составе флюса способствуют ускоренному наведению магнезиального шлака, что позволяет повысить срок службы огнеупоров футеровки сталеплавильных агрегатов. Применение сталеплавильного высокомагнезиального флюса, полученного брикетированием или грануляцией с введением в шихту борсодержащих материалов, обеспечит требуемую вязкость основному магнезиальному шлаку по ходу плавки и заданные показатели плавки: содержания фосфора и серы в металле, а также выхода годной стали. Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс, производство и применение которого увеличивает срок эксплуатации футеровки обжиговой печи и сталеплавильных агрегатов, с повышением выхода годной продукции определяет неочевидность заявляемого состава флюса и способа его получения.Obtaining solid sinter particles of the required size is determined not only by the optimal amount of the liquid phase, but also by its properties, surface tension coefficient and viscosity. The use of boron-containing materials as an alloying agent during production in a rotary kiln leads to the formation of fusible phases of sintered flux, which have low adhesion to the chromite-periclase lining of the furnace, which eliminates the formation of skull rings on the lining, and facilitates the fusion of calcined periclase particles, increasing the yield of the flux (by fraction) and strength). The obtained additional low-melting phases MgO-B 2 O 3 , CaO-B 2 O 3 in the composition of the flux contribute to the accelerated induction of magnesia slag, which allows to increase the service life of the refractories of the lining of steelmaking units. The use of high-magnesian steelmaking flux obtained by briquetting or granulation with the introduction of boron-containing materials into the charge will provide the required viscosity for the main magnesian slag along the course of melting and the specified melting indices: phosphorus and sulfur content in the metal, as well as suitable steel yield. High-magnesian steelmaking flux, the production and use of which increases the life of the lining of the kiln and steelmaking units, with an increase in the yield of products determines the non-obviousness of the inventive flux composition and the method for its production.
Сталеплавильный высокомагнезиальный флюс, содержащий в составе оксиды бора и марганца, состав которого указан в таблице, произведен по следующим вариантам:High-magnesia steelmaking flux containing boron and manganese oxides, the composition of which is indicated in the table, was produced according to the following options:
Вариант 1. Сырьевая смесь сырого магнезита, колеманита и конвертерного шлама фракции менее 15 мм с помощью весовых дозаторов непрерывного действия загружается во вращающуюся печь, где на начальной стадии в интервале температур 400-1300°С проходит обжиг с декарбонизацией и дегидратацией материалов и начало формирования боридо-, марганец- и железосодержащей жидкой фазы, а на второй стадии в диапазоне температур 1400-1600°С при увеличении количества легкоплавких фаз происходит ее взаимодействие с частицами обожженного периклаза, спекание в гранулы в основном размером 5-40 мм.Option 1. The raw mixture of raw magnesite, colemanite and converter sludge of a fraction of less than 15 mm is loaded with continuous weighing batchers into a rotary kiln, where at the initial stage in the temperature range 400–1300 ° C firing takes place with decarbonization and dehydration of materials and the formation of boride -, manganese- and iron-containing liquid phases, and in the second stage in the temperature range of 1400-1600 ° C, with an increase in the number of low-melting phases, it interacts with fired periclase particles, sintering into granules Mostly 5–40 mm in size.
Вариант 2. Смесь брусита - Mg(OH)2, колеманита и сидерита фракции менее 15 мм загружается во вращающуюся печь, где обжигается с дегидратацией материалов и спекается за счет формирования боридо-, марганец- и железосодержащей жидкой фазы, спекание приводит в основном к формированию гранул размером 5-40 мм.Option 2. A mixture of brucite - Mg (OH) 2 , colemanite and siderite fractions of less than 15 mm is loaded into a rotary kiln, where it is calcined with dehydration of materials and sintered due to the formation of boride, manganese and iron-containing liquid phases, sintering mainly leads to the formation of granules with a size of 5-40 mm.
Вариант 3. Мелкофракционный магнезиальный спек до 3 мм, полученный обжигом и спеканием во вращающейся печи магнезита и марганцевого известняка, равномерно смешивается с молотым улекситом фракцией менее 1 мм и полиминеральным связующим материалом. Подготовленная шихта из смесителя транспортером подается в валковый пресс, где брикетируется в виде брикетов размером 10×20×30 мм, полученные брикеты сушатся в сушильной камере.Option 3. Fine-fraction magnesia cake up to 3 mm, obtained by firing and sintering in a rotary kiln of magnesite and manganese limestone, is uniformly mixed with ground ulexite fraction of less than 1 mm and a polymineral binder. The prepared charge from the mixer is fed by a conveyor to a roller press, where it is briquetted in the form of briquettes of size 10 × 20 × 30 mm, the resulting briquettes are dried in a drying chamber.
Вариант 4. Обожженные и спеченные в печи магнезит и сидерит перемешиваются в смесителе с колеманитом и каустическим магнезитом и подаются в трубомельницу, где смесь размалывается в тонкую фракцию менее 0,06 мм. Тонкомолотая смесь подается пневмотранспортом в бункер над гранулятором, откуда подается в тарельчатый окомкователь водный раствор линго-сульфаната, где происходит грануляция шихты в гранулы за счет реакции гидратации несвязанного оксида магния. После грануляции гранулы фракцией 5-30 мм ссыпаются на транспортерную ленту, где продолжаюся процессы их затвердевания.Option 4. Annealed and sintered in the furnace magnesite and siderite are mixed in a mixer with colemanite and caustic magnesite and fed to a tube mill, where the mixture is ground into a fine fraction of less than 0.06 mm. The finely ground mixture is supplied by pneumatic transport to the hopper above the granulator, from where an aqueous solution of lingo-sulfonate is fed to the pelletizer, where the mixture is granulated into granules due to the hydration reaction of unbound magnesium oxide. After granulation, granules with a fraction of 5-30 mm are poured onto a conveyor belt, where they continue to solidify.
Вариант 5. Мелкофракционный магнезиальный спек до 3 мм, полученный обжигом и спеканием магнезита и алюминистого шлака во вращающейся печи, равномерно смешивается с колеманитом и коксом фракцией менее 1 мм при подаче полиминерального связующего материала. Подготовленная шихта из смесителя транспортером подается в валковый пресс, где брикетируется в виде брикетов размером 25×40×60 мм, полученные брикеты сушатся в сушильной камере.Option 5. Fine-grained magnesia cake up to 3 mm, obtained by firing and sintering magnesite and aluminum slag in a rotary kiln, is uniformly mixed with colemanite and coke fraction of less than 1 mm when applying a polymineral binder material. The prepared charge from the mixer is conveyed by a conveyor to a roller press, where it is briquetted in the form of briquettes of size 25 × 40 × 60 mm, the resulting briquettes are dried in a drying chamber.
С целью определения свойств заявляемого сталеплавильного высокомагнезиального флюса по вариантам в сравнении со свойствами известного состава флюса (прототип) были проведены эксперименты по определению механической прочности на сжатие и сбрасывание. Для проведения испытания флюсов на прочность при сжатии применяли пресс с гидравлическим приводом, где испытывали образцы флюса одинакового размера по 10 образцов состава каждого варианта. При испытании сбрасыванием предварительно взвешенные образцы флюса общей массой около 5 кг помещали над металлической плитой на высоте 1,5 м и сбрасывали их на плиту. Сбрасывание повторяли 4 раза, после чего куски флюса подвергали рассеву на сите с ячейками - 5 мм. Оставшуюся на сите массу флюса взвешивали. Механическую прочность на сжатие и сбрасывание рассчитывали по установленным формулам.In order to determine the properties of the inventive steelmaking high-magnesia flux according to the options in comparison with the properties of the known flux composition (prototype), experiments were conducted to determine the mechanical compressive and dumping strength. To test the fluxes for compressive strength, a hydraulic press was used where 10 samples of the same size flux of the same size were tested with the same size. In a drop test, pre-weighed flux samples with a total mass of about 5 kg were placed over a metal plate at a height of 1.5 m and dropped onto a plate. Dropping was repeated 4 times, after which the pieces of flux were sieved on a sieve with cells of 5 mm. The flux remaining on the sieve was weighed. The mechanical compressive and dropping strengths were calculated using established formulas.
С целью определения свойств заявляемого флюса по вариантам в сравнении со свойствами известного состава флюса (прототип) проведены эксперименты в печи Таммана. В печь помещали тигель с конвертерным шлаком основностью 
Из таблицы видно, что сталеплавильный высокомагнезиальный флюс при любых заявляемых вариантах состава и способа его производства имеет повышенную прочность при сжатии и сбрасывании, высокий выход годного флюса при производстве, обладает более высокой скоростью растворения в шлаковом расплаве, влияет на снижение вязкости шлака. При производстве сталеплавильного высокомагнезиального флюса по заявленным вариантам увеличена продолжительность непрерывной работы оборудования без перефутеровки вращающейся печи или смены валков пресса на 30%.The table shows that the steelmaking high-magnesia flux for any of the claimed variants of the composition and method of its production has increased compressive strength and discharge, high yield of flux during production, has a higher dissolution rate in the slag melt, and affects the decrease in slag viscosity. In the production of high-magnesian steelmaking flux according to the claimed options, the duration of continuous operation of the equipment without re-lining of the rotary kiln or change of press rolls was increased by 30%.
Применение заявленного состава сталеплавильного высокомагнезиального флюса (по вариантам) в конвертерном производстве позволило повысить степень рафинирования металла (дефосфорацию - на 3-5 отн.% и десульфурацию - на 8-10 отн.%) и увеличить стойкость футеровки конвертера на 900 плавок, электропечи на 250 плавок, сталеразливочного ковша на 35 плавок, в сравнении с влиянием состава флюса (прототип).The use of the claimed composition of high-magnesian steelmaking flux (according to options) in the converter production allowed to increase the degree of metal refining (dephosphorization by 3-5 rel.% And desulfurization by 8-10 rel.%) And increase the resistance of the converter lining by 900 heats, electric furnaces by 250 heats, steel pouring ladle for 35 heats, in comparison with the influence of the composition of the flux (prototype).
Состав и прочность флюса, выход годного флюса при производстве, скорость растворения флюса в шлаке, вязкость шлака после растворения в нем флюса в зависимости от вариантов производства по заявленному способу или известному способу (прототип) отражены в таблице.The composition and strength of the flux, the yield of flux during production, the rate of dissolution of the flux in the slag, the viscosity of the slag after dissolving the flux in it, depending on the production options according to the claimed method or a known method (prototype) are shown in the table.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150908/02A RU2524878C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012150908/02A RU2524878C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012150908A RU2012150908A (en) | 2014-06-10 |
| RU2524878C2 true RU2524878C2 (en) | 2014-08-10 |
Family
ID=51213913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012150908/02A RU2524878C2 (en) | 2012-11-27 | 2012-11-27 | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2524878C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657258C1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-09 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Северский огнеупор" | High-temperature magnesium flux for steel-fuel furnace and method of high-temperature magnesium flux producing for steel-fuel furnace |
| RU2662511C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-07-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Slag-forming mixture for casting high-carbon steel grade billet |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2024836B1 (en) * | 1968-11-12 | 1973-07-13 | Yawata Iron & Steel Co | |
| RU2145357C1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Lime-magnesian flux |
| RU2296800C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" | Steel smelting flux and method of production of such flux |
-
2012
- 2012-11-27 RU RU2012150908/02A patent/RU2524878C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2024836B1 (en) * | 1968-11-12 | 1973-07-13 | Yawata Iron & Steel Co | |
| RU2145357C1 (en) * | 1999-01-27 | 2000-02-10 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Lime-magnesian flux |
| RU2296800C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" | Steel smelting flux and method of production of such flux |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2657258C1 (en) * | 2017-04-17 | 2018-06-09 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "Северский огнеупор" | High-temperature magnesium flux for steel-fuel furnace and method of high-temperature magnesium flux producing for steel-fuel furnace |
| RU2662511C1 (en) * | 2017-09-04 | 2018-07-26 | Публичное акционерное общество "Северсталь" | Slag-forming mixture for casting high-carbon steel grade billet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012150908A (en) | 2014-06-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3966456A (en) | Process of using olivine in a blast furnace | |
| AU2016205965B2 (en) | Process for dephosphorization of molten metal during a refining process | |
| KR102022213B1 (en) | Method for preparing briquettes comprising calcium-magnesium compounds and iron-based compounds, and briquettes obtained thereby | |
| CN101736131B (en) | Pre-melted desulfurizing agent for refining molten steel and preparation method thereof | |
| US20240247330A1 (en) | Process for manufacturing a slag conditioning agent for steel desulfurization | |
| RU2327743C2 (en) | Method of steel smelting in converter | |
| RU2524878C2 (en) | Steel high-magnesia flux and method of its production (versions) | |
| RU2296800C2 (en) | Steel smelting flux and method of production of such flux | |
| US20190185378A1 (en) | Spinel refractory granulates which are suitable for elasticizing heavy-clay refractory products, method for their production and use thereof | |
| RU2547379C1 (en) | Metallurgical flux and method of its manufacturing | |
| RU2657675C1 (en) | Briquet for obtaining ferrovanadium | |
| KR101153887B1 (en) | Preparation method for alkaline calciumferrite flux for steelmaking | |
| RU2657258C1 (en) | High-temperature magnesium flux for steel-fuel furnace and method of high-temperature magnesium flux producing for steel-fuel furnace | |
| RU2244017C2 (en) | Modificator for metallurgic dross of magnesia composition and method for producing the same | |
| RU2363737C1 (en) | Steel-smelting flux | |
| RU2288958C1 (en) | Method for smelting steel in converter | |
| RU2224807C1 (en) | Sulfidizing agent for reduction sulfidizing melting of oxidized nickel ores | |
| KR840001379B1 (en) | Slag froming agent | |
| SU1047981A1 (en) | Burden for making fluxed manganese sinter | |
| CZ305816B6 (en) | Process for producing synthetic, sintered lime-alumina slag | |
| JPH0762420A (en) | Production of lime based flux for metal refining |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161128 |