RU2620217C2 - Procedure of melting steel in converter - Google Patents
Procedure of melting steel in converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620217C2 RU2620217C2 RU2015146812A RU2015146812A RU2620217C2 RU 2620217 C2 RU2620217 C2 RU 2620217C2 RU 2015146812 A RU2015146812 A RU 2015146812A RU 2015146812 A RU2015146812 A RU 2015146812A RU 2620217 C2 RU2620217 C2 RU 2620217C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- steel
- slag
- converter
- ppm
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородных конвертерах.The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to steelmaking in oxygen converters.
Известен способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, присадку извести, ожелезненного магнезиального флюса, содержащего оксид магния и оксид железа, и кислородную продувку расплава металла. Ожелезненный магнезиальный флюс могут подавать в конвертер в завалку и/или в течение 5-95% основного времени кислородной продувки. Также, ожелезненный магнезиальный флюс могут подавать на оставшийся шлак после выпуска расплава металла из конвертера [патент RU №2260626, МПК С21С 5/28, С21С 5/36, 2005].A known method of steelmaking in an oxygen converter, including filling scrap, casting iron, an additive of lime, ironized magnesia flux containing magnesium oxide and iron oxide, and oxygen blowing of the molten metal. The fermented magnesia flux can be fed into the converter by filling and / or within 5-95% of the main oxygen purge time. Also, ferruginous magnesia flux can be fed to the remaining slag after the release of the molten metal from the converter [patent RU No. 2260626, IPC C21C 5/28, C21C 5/36, 2005].
Недостатком данного способа является высокая тугоплавкость применяемого ожелезненного магнезиального флюса, представляющего высокотемпературный спек частиц периклаза с оксидами железа, имеющими высокую температуру плавления более 1730°C (согласно температуре плавления магнезиоферрита MgO⋅Fe2O3 и магнезиовюстита MgO⋅Fe2O3). Флюс растворяется замедленно, повышая гетерогенную составляющую формируемого шлака, что снижает рафинирующую способность шлака, в частности ухудшает дефосфорацию металла. Присадка тугоплавкого ожелезненного магнезиального флюса после слива металла на оставленный шлак, в условиях отсутствия продувки кислородом, не приводит к его растворению, а ведет к неравномерному привариванию массы флюса к днищу футеровки конвертера, что отрицательно сказывается на условиях ведения кислородной продувки, так как ограничивает положение фурмы по ходу конвертерной плавки.The disadvantage of this method is the high refractoriness of the used ferruginous magnesia flux, representing the high-temperature sintering of periclase particles with iron oxides having a high melting point of more than 1730 ° C (according to the melting point of magnesioferrite MgOeFe 2 O 3 and magnesiuustite MgO⋅Fe 2 O 3 ). The flux dissolves slowly, increasing the heterogeneous component of the formed slag, which reduces the refining ability of the slag, in particular, worsens the metal dephosphorization. The addition of refractory ferruginous magnesia flux after pouring the metal onto the left slag, in the absence of an oxygen purge, does not lead to its dissolution, but leads to uneven welding of the flux mass to the bottom of the converter lining, which negatively affects the conditions for conducting oxygen purge, since it limits the position of the tuyere in the course of converter smelting.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ выплавки стали в конвертере, включающий завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов и флюса, содержащего оксиды магния 4-95%, кальция 0,5-45%, алюминия 0,1-30%, кремния 1,0-20% и железа - остальное. Флюс получают спеканием в печи с возможным дополнительным брикетированием добавок органических и/или минеральных соединений и алюмосодержащих материалов. Флюс вводят в конвертер в количестве 0,5-30,0 кг/т стали перед и/или после завалки металлолома, перед началом и/или в процессе продувки металла кислородом, а также после выпуска металла из конвертера на оставшийся шлак [патент RU №2327743, МПК С21С 5/28, С21С 7/076, 2008].Closest to the claimed invention is a method of steelmaking in a converter, including scrap filling, cast iron casting, metal blowing with oxygen, an additive for slag-forming materials and flux containing 4-95% magnesium oxides, 0.5-45% calcium, 0.1- aluminum 30%, silicon 1.0-20% and iron - the rest. The flux is obtained by sintering in a furnace with possible additional briquetting of additives of organic and / or mineral compounds and aluminum-containing materials. The flux is introduced into the converter in an amount of 0.5-30.0 kg / t of steel before and / or after filling the scrap metal, before and / or in the process of purging the metal with oxygen, and also after releasing the metal from the converter to the remaining slag [RU patent No. 2327743, IPC C21C 5/28, C21C 7/076, 2008].
Недостатком известного способа выплавки стали в конвертере является содержание во флюсе MgO, СаО совместно с Al2O3, SiO2 и Fe2O3, так как в различных условиях ведения конвертерной плавки их содержание соответственно может оказывать как положительный, так и отрицательный эффект. Известно, что SiO2 является кислым оксидом, и в условиях выплавки стали из передельного чугуна с содержанием кремния более 0,4% дополнительное внесение с материалами оксида кремния приводит или к снижению основности шлака, или к перерасходу извести для получения требуемой основности шлака. Увеличение таких компонентов, как Al2O3 и Fe2O3, являющихся амфотерными оксидами, целесообразно только в период шлакообразования, но их дополнительное введение приводит к негативному эффекту в период после основного обезуглероживания металла, повышая окисленность металла в конце продувки. Чем выше окисленность металла, тем меньше выход жидкого металла и выше износ футеровки при взаимодействии с железистым шлаком в заключительный период продувки кислородом.A disadvantage of the known method of steelmaking in the converter is the content of MgO, CaO in flux together with Al 2 O 3 , SiO 2 and Fe 2 O 3 in the flux, since under different conditions of converter smelting their content, respectively, can have both positive and negative effects. It is known that SiO 2 is an acidic oxide, and in the conditions of steelmaking from pig iron with a silicon content of more than 0.4%, additional addition of silicon oxide with materials leads either to a decrease in the basicity of slag or an excessive consumption of lime to obtain the required basicity of slag. An increase in components such as Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 , which are amphoteric oxides, is advisable only during the period of slag formation, but their additional introduction leads to a negative effect in the period after the main decarburization of the metal, increasing the oxidation of the metal at the end of the purge. The higher the oxidation of the metal, the lower the yield of liquid metal and the higher the wear of the lining when interacting with ferrous slag in the final period of purging with oxygen.
Технический результат изобретения - повышение выхода годной стали, сокращение удельного расхода подварок и торкретмасс, снижение износа футеровки конвертера за счет формирования после окончания продувки металла кислородом насыщенного магнезиального шлака.The technical result of the invention is to increase the yield of suitable steel, reduce the specific consumption of welds and shotcrete, reduce the wear of the lining of the converter due to the formation of saturated magnesian slag after the metal has been purged with oxygen.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе выплавки стали в конвертере, включающем завалку лома, заливку чугуна, продувку металла кислородом, присадку шлакообразующих материалов по ходу продувки, согласно изобретению после окончания продувки металла кислородом, в зависимости от окисленности металла, в конвертер присаживают высокомагнезиальный флюс, содержащий 47,0-65,0% оксида магния, 1,0-10,0% оксида кальция, 25,0-45,0% потерь при прокаливании и неизбежные примеси остальное и, при необходимости, алюминийсодержащий материал, содержащий 3,0-20,0% алюминия металлического и 35,0-65,0% оксида алюминия.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of steel smelting in a converter, including scrap filling, cast iron casting, metal purging with oxygen, slag-forming materials additive during purging, according to the invention, after the metal is purged with oxygen, depending on the oxidation of the metal, highly magnesian flux containing 47.0-65.0% magnesium oxide, 1.0-10.0% calcium oxide, 25.0-45.0% loss on ignition and unavoidable impurities, the rest and, if necessary, aluminum-containing material, with holding 3.0-20.0% aluminum metal and 35.0-65.0% aluminum oxide.
После окончания продувки металла кислородом при получении окисленности металла менее 400 ppm присаживают высокомагнезиальный флюс в количестве 0,3-2,0 кг/т стали, при получении окисленности металла 400-1200 ppm присаживают высокомагнезиальный флюс в количестве 0,5-3,0 кг/т стали и алюминийсодержащий материал в количестве 0,2-1,5 кг/т стали, при получении окисленности металла более 1200 ppm присаживают высокомагнезиальный флюс в количестве 1,0-4,0 кг/т стали и алюминийсодержащий материал в количестве 0,5-2,0 кг/т стали.After purging the metal with oxygen, when obtaining a metal oxidation of less than 400 ppm, high-Mg flux in the amount of 0.3-2.0 kg / t of steel is added, when receiving metal oxidation of 400-1200 ppm, a high-Mg flux in the amount of 0.5-3.0 kg is added / t of steel and aluminum-containing material in an amount of 0.2-1.5 kg / t of steel, when obtaining a metal oxidation of more than 1200 ppm, high-magnesium flux is added in an amount of 1.0-4.0 kg / t of steel and aluminum-containing material in an amount of 0, 5-2.0 kg / t of steel.
После слива металла производят нанесение шлакового гарнисажа на футеровку конвертера методом раздува шлака азотом, во время которого осуществляют присадку высокомагнезиального флюса в количестве до 4,0 кг/т стали и/или кокса в количестве до 5,0 кг/т стали.After the metal has been drained, a slag skull is applied to the converter lining by nitrogen blasting of the slag, during which high-magnesium flux is added in an amount of up to 4.0 kg / t of steel and / or coke in an amount of up to 5.0 kg / t of steel.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.The essence of the proposed method is as follows.
Известно, что присадки высокомагнезиальных флюсов перед и/или после завалки металлолома, перед началом и/или в процессе продувки металла кислородом обеспечивают формирование насыщенного магнезиального шлака по ходу продувки металла кислородом, но расход флюсов ограничен требованиями получения активного жидкоподвижного шлака для проведения эффективного рафинирования металла. После окончания продувки металла кислородом сформированный высокотемпературный активный жидкоподвижный шлак необходимо привести в требуемое физико-химическое состояние для качественного проведения слива металла из конвертера и снижения износа футеровки сливной стороны конвертера. Чем выше окисленность металла, тем выше содержание оксидов железа в шлаке и выше его агрессивность. Выплавка различных марок стали приводит к формированию шлака с разными физико-химическими свойствами, поэтому для достижения требуемого уровня необходимо после окончания продувки металла кислородом гибкое применение как состава материалов, так и их расходов.It is known that additives of high-magnesian fluxes before and / or after filling the scrap metal, before and / or during the purging of the metal with oxygen provide the formation of saturated magnesian slag during the purging of the metal with oxygen, but the consumption of fluxes is limited by the requirements for obtaining active liquid slag for efficient metal refining. After the metal purge with oxygen is completed, the formed high-temperature active liquid-moving slag must be brought into the required physicochemical state for high-quality metal discharge from the converter and to reduce wear on the lining of the drain side of the converter. The higher the oxidation of the metal, the higher the content of iron oxides in the slag and the higher its aggressiveness. Smelting of various grades of steel leads to the formation of slag with different physicochemical properties, therefore, to achieve the required level, it is necessary to use both the composition of the materials and their costs after the metal is purged with oxygen.
Применение после выпуска металла из конвертера на оставшийся шлак заявляемого высокомагнезиального флюса, его состав и расход также ограничено различными физико-химическими свойствами шлака, сформированного к концу продувки металла кислородом, и определяется необходимостью загущения, охлаждения и раскисления шлака.The use of the inventive high-magnesia flux after the release of metal from the converter to the remaining slag, its composition and consumption is also limited by the various physicochemical properties of the slag formed by the end of the metal purge with oxygen, and is determined by the need for thickening, cooling and deoxidation of the slag.
Основа высокомагнезиального флюса может состоять из сырого брусита Mg(ОН)2 или магнезита MgCO3, а также гидратированного каустического магнезита. В качестве алюмосодержащего материала применяют алюминистый концентрат, алюминистый шлак и другие глиноземистые материалы, соответствующие требованиям химического состава к материалам, применяемым при выплавке стали.The base of high magnesia flux can consist of crude brucite Mg (OH) 2 or magnesite MgCO 3 , as well as hydrated caustic magnesite. As an aluminum-containing material, aluminum concentrate, aluminum slag and other alumina materials are used that meet the chemical composition requirements for materials used in steelmaking.
Сущность заявляемого способа заключается в гибкой корректировке физико-химических свойств шлака за счет насыщения шлака оксидами магния, при сопутствующем высоком охлаждающем эффекте от дегидратации или декарбонизации высокомагнезиального флюса, а также при необходимости снижения окисленности при взаимодействии с алюминием металлическим и осадкой пенистого шлака за счет формирования алюминатов магния. Взаимодействие шлака с присаживаемым высокомагнезиальным флюсом и при необходимости с введенным алюминийсодержащим материалом приводит к получению менее агрессивного, более спокойного шлака и, соответственно, к более качественному проведению слива металла с сокращением попадания шлака в сталеплавильный ковш из конвертера. Также сформированные в железистом шлаке в период слива металла ферриты и алюминаты магния (MgO⋅FeO, MgO⋅Fe2O3, MgO⋅Al2O3) оказывают торкретирующее действие на футеровку сливной стороны конвертера и эффективно ошлаковывают футеровку стороны загрузки в период слива шлака из конвертера. Нанесение шлакового гарнисажа на футеровку конвертера методом раздува азотом шлака, содержащего ферриты и алюминаты магния, которые имеют высокую температуру плавления (соответственно более 1730°C и более 2000°C), способствует получению стойкого гарнисажа на футеровке, а присадка высокомагнезиального флюса и/или кокса позволяет дополнительно скорректировать температуру и вязкость шлака, а также содержание в нем оксидов магния и железа.The essence of the proposed method consists in the flexible adjustment of the physicochemical properties of the slag due to the saturation of the slag with magnesium oxides, with the concomitant high cooling effect of dehydration or decarbonization of the high magnesian flux, and also if it is necessary to reduce oxidation during the interaction with aluminum metal and the precipitate of foamy slag due to the formation of aluminates magnesium. The interaction of the slag with the high-magnesia flux deposited and, if necessary, with the introduced aluminum-containing material leads to a less aggressive, calmer slag and, accordingly, to a better discharge of the metal with a reduction in the ingress of slag into the steelmaking ladle from the converter. Also, ferrites and magnesium aluminates (MgOeFeO, MgO⋅Fe 2 O 3 , MgO⋅Al 2 O 3 ) formed in ferrous slag during metal discharge have a shotcrete effect on the lining of the downstream side of the converter and effectively slag the lining of the loading side during the discharge of slag from the converter. The application of a slag skull on the lining of the converter by nitrogen blasting of slag containing ferrites and magnesium aluminates, which have a high melting point (more than 1730 ° C and more than 2000 ° C, respectively), contributes to a stable skull on the lining, and an additive of high magnesia flux and / or coke allows you to further adjust the temperature and viscosity of the slag, as well as the content of magnesium and iron oxides in it.
Поставленная задача не решается в случае низкого содержания оксида магния: менее 47,0%, так как либо ограничивается насыщение шлака MgO, либо необходимо увеличить расход флюса с высоким охлаждающим эффектом, что может привести к неконтролируемому снижению температуры металла. По этой же причине содержание потерь при прокаливании не должно превышать 45,0%.The problem is not solved in the case of a low content of magnesium oxide: less than 47.0%, since either the saturation of MgO slag is limited, or it is necessary to increase the consumption of flux with a high cooling effect, which can lead to an uncontrolled decrease in the temperature of the metal. For the same reason, the content of losses during ignition should not exceed 45.0%.
При содержании в высокомагнезиальном флюсе оксида магния более 65,0%, а также в случае снижения потерь при прокаливании менее 25,0%, ухудшается скорость растворения флюса в шлаке, при этом частицы неусвоенного периклаза приводят к вспениванию железистого шлака, что качественно и количественно ухудшит слив металла в ковш при неспокойном пенистом шлаке.When the content of magnesium oxide in the high-magnesia flux is more than 65.0%, as well as in the case of loss reduction during calcination less than 25.0%, the dissolution rate of the flux in the slag worsens, while particles of undigested periclase lead to foaming of the glandular slag, which will qualitatively and quantitatively worsen discharge of metal into a ladle with turbulent foamy slag.
Содержание оксида кальция 1,0-10,0% определяется как обязательным наличием в природной основе магнезиальных материалов примесей СаО не менее 1%, так и ограничением содержания оксида кальция 10,0%, превышение которого приводит к ухудшению условий формирования ферритов и алюминатов магния, имеющих высокую температуру плавления, вместо которых в первую очередь формируются легкоплавкие ферриты и алюминаты кальция (температура плавления менее 1539°C), что не позволяет решить поставленную задачу по снижению износа футеровки конвертера при образовании легкоплавкого гарнисажа на футеровке конвертера.The content of calcium oxide of 1.0-10.0% is determined both by the mandatory presence of CaO impurities in the natural base of magnesian materials of at least 1%, and by the limitation of the content of calcium oxide of 10.0%, the excess of which leads to a deterioration in the conditions for the formation of ferrites and magnesium aluminates, having a high melting point, instead of which low-melting ferrites and calcium aluminates are first formed (melting temperature less than 1539 ° C), which does not allow us to solve the problem of reducing the wear of the converter lining during formation ii fusible scull on converter lining.
На достижение технического результата, в случае получения шлака после выплавки металла с высокой окисленностью, существенно влияет применение алюминийсодержащего материала, в составе которого содержание алюминия металлического должно составлять 3,0-20,0%, так как активный алюминий способствует восстановлению железа из шлака, снижает окисленность и агрессивность шлака к футеровке. При содержании алюминия металлического менее 3,0%, даже в условиях максимального расхода алюминийсодержащего материала 2,0 кг/т стали, влияние на снижение окисленности практически не заметно. Превышение в алюминийсодержащем материале алюминия металлического более 20% экономически нецелесообразно в связи с дефицитом данных материалов.The achievement of the technical result, in the case of obtaining slag after smelting of metal with high oxidation, is significantly affected by the use of aluminum-containing material, in which the content of aluminum metal should be 3.0-20.0%, since active aluminum helps to restore iron from the slag, reduces oxidized and aggressive slag to the lining. With a metal aluminum content of less than 3.0%, even under conditions of a maximum consumption of aluminum-containing material of 2.0 kg / t of steel, the effect on the reduction of oxidation is practically not noticeable. Exceeding more than 20% aluminum metal in an aluminum-containing material is not economically feasible due to the shortage of these materials.
Содержание оксида алюминия в алюминийсодержащем материале должно составлять 35,0-65,0%, что позволяет формировать алюминаты магния (MgO⋅Al2O3) в шлаке, способствующие как повышению стойкости шлакового гарнисажа, так и снижению пенообразования при присадке высокомагнезиального флюса. Применение бедных алюминийсодержащих материалов при снижении оксида алюминия менее 35,0% не решает поставленной задачи, так как такие материалы содержат много примесей, в частности оксид кремния, оксид кальция, оксид железа, оксид меди, оксид цинка и азот, которые отрицательно влияют, как на условия формирования алюминатов магния, так и могут ухудшить качество стали. При выплавке стали в конвертере применение материала с содержанием оксида алюминия более 65,0% экономически нецелесообразно.The content of aluminum oxide in the aluminum-containing material should be 35.0-65.0%, which allows the formation of magnesium aluminates (MgO⋅Al 2 O 3 ) in the slag, which contribute both to the increase in the stability of the slag skull and to the reduction of foaming when high-magnesia flux is added. The use of poor aluminum-containing materials with a decrease in alumina of less than 35.0% does not solve the problem, since such materials contain many impurities, in particular silicon oxide, calcium oxide, iron oxide, copper oxide, zinc oxide and nitrogen, which negatively affect how on the conditions for the formation of magnesium aluminates, they can also deteriorate the quality of steel. When steel is smelted in a converter, the use of a material with an aluminum oxide content of more than 65.0% is not economically feasible.
Показатель окисленности металла по окончании продувки кислородом характеризует физико-химические свойства сформированного шлака. Окисленность металла менее 400 ppm характеризует, что содержание в металле углерода составляет более 0,07%, а содержание в шлаке оксидов железа составляет менее 23,0%. Соответственно, сформирован неагрессивный шлак, не содержащий активных свободных оксидов железа, поэтому применение алюминийсодержащего материала нецелесообразно. Такой шлак нужно насытить оксидом магния и при необходимости охладить с присадкой заявленного расхода высокомагнезиального флюса 0,3-2,0 кг/т стали. Расход высокомагнезиального флюса определяется общим расходом магнезиальных материалов на плавку, температурой металла в конце продувки кислородом и массой сформированного шлака. Поставленная задача не будет решена в случае снижения количества высокомагнезиального флюса менее 0,3 кг/т стали, так как небольшое количество вводимого высокомагнезиального флюса не позволяет эффективно охладить шлак до требуемого уровня. Расход высокомагнезиального флюса более 2,0 кг/т стали является избыточным и приводит к резкому загущению шлака. Такое резкое загущение шлака в свою очередь ведет к ухудшению ошлакования конусной части конвертера в процессе раздува шлака азотом и к привариванию густого шлака к днищу конвертера.The metal oxidation index at the end of the oxygen purge characterizes the physicochemical properties of the formed slag. The metal oxidation of less than 400 ppm characterizes that the carbon content in the metal is more than 0.07%, and the content of iron oxides in the slag is less than 23.0%. Accordingly, a non-aggressive slag is formed that does not contain active free iron oxides; therefore, the use of an aluminum-containing material is impractical. Such slag needs to be saturated with magnesium oxide and, if necessary, cooled with an additive of the declared consumption of high-magnesia flux of 0.3-2.0 kg / t of steel. The consumption of high magnesia flux is determined by the total consumption of magnesian materials for melting, the temperature of the metal at the end of the oxygen purge, and the mass of the formed slag. The task will not be solved if the amount of high-magnesian flux is reduced to less than 0.3 kg / t of steel, since a small amount of high-magnesian flux introduced does not allow to effectively cool the slag to the required level. The consumption of high-magnesian flux of more than 2.0 kg / t of steel is excessive and leads to a sharp thickening of the slag. Such a sharp thickening of the slag in turn leads to a deterioration of slagging of the conical part of the converter during the process of blowing the slag with nitrogen and to the welding of thick slag to the bottom of the converter.
В основном, при выплавке низкоуглеродистых марок стали показатель окисленности металла находится в широком диапазоне 400-1200 ppm для различных условий выплавки. Сформированный железистый шлак требуется скорректировать не только по содержанию оксида магния и температуре, но и раскислить. В зависимости от показателя окисленности металла, температуры и массы шлака расход высокомагнезиального флюса должен составлять 0,5-3,0 кг/т стали, а расход алюминийсодержащего материала в пределах 0,2-1,5 кг/т стали. Присадка высокомагнезиального флюса менее 0,5 кг/т стали не позволит получить насыщенный оксидом магния шлак и охладить его до состояния требуемой вязкости, обеспечивающего спокойный слив металла из конвертера в ковш. Низкий расход алюминийсодержащего материала менее 0,2 кг/т стали не позволит сформировать нужное количество алюминатов магния для эффективной осадки пенистого шлака и повышения стойкости нанесенного шлакового гарнисажа, так как малое количество вводимого оксида алюминия в первую очередь будет взаимодействовать со свободным оксидом кальция шлака с образованием легкоплавких алюминатов кальция.Basically, in the smelting of low-carbon steel grades, the oxidation index of the metal is in a wide range of 400-1200 ppm for various smelting conditions. The formed glandular slag needs to be corrected not only for the content of magnesium oxide and temperature, but also to deoxidize. Depending on the oxidation index of the metal, temperature and slag mass, the consumption of high-magnesian flux should be 0.5-3.0 kg / t of steel, and the consumption of aluminum-containing material in the range of 0.2-1.5 kg / t of steel. An additive of high-magnesia flux of less than 0.5 kg / t of steel will not allow to obtain slag saturated with magnesium oxide and cool it to the state of the required viscosity, which ensures smooth drainage of metal from the converter into the ladle. The low consumption of aluminum-containing material of less than 0.2 kg / t of steel will not allow the desired amount of magnesium aluminates to be formed to effectively deposit foamy slag and increase the resistance of the deposited slag skull, since a small amount of introduced aluminum oxide will primarily interact with free calcium oxide of the slag to form fusible calcium aluminates.
Нецелесообразно превышение максимального расхода высокомагнезиального флюса более 3,0 кг/т стали и алюмосодержащего материала более 1,5 кг/т стали в указанном диапазоне окисленности металла, так как такой расход приведет к переохлаждению металла и является экономически не выгодным.It is inappropriate to exceed the maximum consumption of high-magnesian flux of more than 3.0 kg / t of steel and aluminum-containing material of more than 1.5 kg / t of steel in the specified range of metal oxidation, since such a flow will lead to overcooling of the metal and is not economically viable.
Окисленность более 1200 ppm свойственна металлу с особо низким содержанием углерода 0,01-0,02% с формированием переокисленного шлака с содержанием оксидов железа более 30%. Додувка на низкий углерод часто связана с получением требуемой высокой температуры металла более 1680°C или низкого содержания фосфора в металле. Поэтому применение нижнего предела расходов высокомагнезиального флюса менее 1,0 кг/т стали и алюминийсодержащего материала менее 0,5 кг/т стали не решит поставленную задачу. В случае получения наиболее агрессивных условий при оставлении в конвертере перед сливом металла всей массы шлака, содержащего более 35% оксидов железа, и высокой температуры более 1700°C металла с высокой окисленностью присадки высокомагнезиального флюса более 4,0 кг/т стали будут приводить к интенсивному вспениванию шлака и к дополнительному попаданию его в ковш. В этих условиях дополнительный расход алюминийсодержащего материала более 2,0 кг/т стали приводит к повышению азота в металле и в готовой стали.Oxidation of more than 1200 ppm is characteristic of a metal with a particularly low carbon content of 0.01-0.02% with the formation of peroxidized slag with an iron oxide content of more than 30%. Low carbon blowing is often associated with obtaining the desired high metal temperature of more than 1680 ° C or a low phosphorus content in the metal. Therefore, the application of the lower limit of high-magnesium flux consumption of less than 1.0 kg / t of steel and aluminum-containing material of less than 0.5 kg / t of steel will not solve the problem. In the case of obtaining the most aggressive conditions, when the entire mass of slag containing more than 35% iron oxides and a high temperature of more than 1700 ° C metal with high oxidation additives of high magnesia flux of more than 4.0 kg / t of steel are left in the converter before the metal is drained, they will lead to intense foaming slag and to its additional entry into the bucket. Under these conditions, the additional consumption of aluminum-containing material of more than 2.0 kg / t of steel leads to an increase in nitrogen in the metal and in the finished steel.
Присадка в конвертер по окончании продувки металла кислородом заявленного высокомагнезиального флюса, с дополнительной присадкой или без дополнительной присадки алюминийсодержащего материала, приведет к насыщению шлака оксидами магния и снизит агрессивность железистого шлака с формированием тугоплавких фаз (магнезиоферритов и алюминатов магния), что обеспечит спокойный слив металла без попадания жидкоподвижного шлака в стальковш, позволит повысить эффективность отсечки конвертерного шлака, способствует снижению степени рефосфорации металла в ковше и соответственно количественно и качественно повысит выход годной стали. Формирование конечного шлака, содержащего магнезиоферриты и алюминаты магния позволит нанести стойкий, равномерный шлаковый гарнисаж на футеровку конвертера, уменьшить частоту проведения подварок и торкретирований со снижением удельного расхода торкретмасс.The additive in the converter at the end of the metal purging with oxygen of the declared high-magnesia flux, with or without an additional additive of aluminum-containing material, will saturate the slag with magnesium oxides and reduce the aggressiveness of ferrous slag with the formation of refractory phases (magnesioferrites and magnesium aluminates), which will ensure quiet liquid slag entering the steel ladle will increase the efficiency of the converter slag cut-off, helping to reduce the degree of refosphorus metal in the bucket and, accordingly, quantitatively and qualitatively increase the yield of steel. The formation of the final slag containing magnesioferrites and magnesium aluminates will make it possible to apply a stable, uniform slag skull on the lining of the converter, reduce the frequency of carrying out adjustments and shotcreting with a decrease in the specific consumption of shotcrete.
Необходимость присадки высокомагнезиального флюса и/или кокса для качественного нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера во время раздува шлака азотом устанавливается оператором конвертера в зависимости от фактического состояния шлака, его жидкоподвижности и массы, давления азота, наличия остатков металла в конвертере, а также требуемого времени на торкретирование и других организационных причин. Поставленная задача формирования качественного гарнисажа не будет решена при присадке высокомагнезиального флюса в количестве более 4,0 кг/т стали, так как происходит резкая осадка шлака, при этом происходит неравномерное нанесение гарнисажа на футеровку конвертера. Расход кокса не должен превышать 5,0 кг/т стали, так как избыточное внесение углерода снижает адгезию шлака к футеровке, полученный гарнисаж имеет низкую силу сцепления с футеровкой и осыпается со стенок при поворотах конвертера.The need for high-magnesia flux and / or coke additives for the high-quality application of the slag skull on the lining of the converter during the blasting of the slag with nitrogen is determined by the converter operator depending on the actual state of the slag, its fluidity and mass, nitrogen pressure, the presence of metal residues in the converter, as well as the required time for shotcrete and other organizational reasons. The task of forming a high-quality skull cannot be solved with the addition of high-magnesian flux in an amount of more than 4.0 kg / t of steel, since slag is precipitated sharply, and the skull is unevenly applied to the converter lining. Coke consumption should not exceed 5.0 kg / t of steel, since excess carbon introduction reduces slag adhesion to the lining, the resulting skull has a low adhesive force to the lining and crumbles from the walls when the converter is turned.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
В конвертер заваливают лом, присаживают часть шлакообразующих материалов, заливают чугун, начинают кислородную продувку металла с дополнительной порционной присадкой шлакообразующих материалов, осуществляют наводку основного шлака, обезуглероживание и рафинирование металла до заданного содержания углерода в металле и температуры. После окончания продувки металла кислородом осуществляют отбор пробы металла, замер температуры и окисленности, при необходимости частично скачивают шлак в чашу, после чего в конвертер присаживают высокомагнезиальный флюс с дополнительной присадкой или без дополнительной присадки алюминийсодержащего материала. Затем проводят слив металла в стальковш с отсечкой конечного шлака. После выпуска металла конвертер ставят в вертикальное положение, опускают фурму и подают азот под высоким давлением 1,7-1,9 МПа, по ходу раздува шлака азотом на оставшийся шлак присаживают высокомагнезиальный флюс и/или кокс, таким образом наносят шлаковый гарнисаж на футеровку конвертера.Scrap is poured into the converter, some of the slag-forming materials are planted, cast iron is poured, the metal is purged with oxygen with an additional batch additive of slag-forming materials, the main slag is pointed, decarburization and metal refining to the specified carbon content in the metal and temperature. After the metal purge with oxygen is completed, a metal sample is taken, temperature and oxidation are measured, if necessary, slag is partially downloaded into the bowl, after which high-magnesium flux is added to the converter with an additional additive or without an additional additive of aluminum-containing material. Then, the metal is drained into a steel ladle with a final slag cut-off. After the metal is released, the converter is placed in an upright position, the lance is lowered and nitrogen is supplied under a high pressure of 1.7-1.9 MPa, high-magnesia flux and / or coke are added to the remaining slag while blowing the slag with nitrogen, thus applying a slag skull on the converter lining .
Конкретный пример осуществления способаA specific example of the method
Выплавка стали осуществлялась в 350-тонном конвертере, в котором после окончания продувки металла кислородом и замеров окисленности металла дальнейшие технологические операции проводились по следующим вариантам:Steel was smelted in a 350-ton converter, in which, after the metal was purged with oxygen and the metal oxidation was measured, further technological operations were carried out according to the following options:
Вариант 1. - Окисленность металла составила - 1300 ppm. На всю массу шлака в конвертер перед сливом металла присадили 3,8 кг/т стали высокомагнезиального флюса, в основе которого 64,3% MgO, 1,8% СаО, 27,3% потерь при прокаливании, а также 1,8 кг/т стали алюминийсодержащего материала, в составе которого 18,7% алюминия металлического (Alмет) и 36,2% оксида алюминия (Al2O3).Option 1. - The oxidation of the metal was - 1300 ppm. 3.8 kg / t of high-magnesia flux steel, based on 64.3% MgO, 1.8% CaO, 27.3% loss on ignition, as well as 1.8 kg / t of steel is an aluminum-containing material, which includes 18.7% aluminum metal (Al met ) and 36.2% aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
Вариант 2. - Окисленность металла составила 900 ppm. На всю массу шлака в конвертер перед сливом металла присадили 2,7 кг/т стали высокомагнезиального флюса, в основе которого 61,0% MgO, 3,2% СаО, 28,9% потерь при прокаливании, а также 1,3 кг/т стали алюминийсодержащего материала, в составе которого 10,3% Alмет и 50,8% Al2O3.Option 2. - The oxidation of the metal was 900 ppm. 2.7 kg / t of high-magnesia flux steel, based on 61.0% MgO, 3.2% CaO, 28.9% loss on ignition, as well as 1.3 kg / t of steel is an aluminum-containing material, of which 10.3% Al met and 50.8% Al 2 O 3 .
Вариант 3. - Окисленность металла составила 405 ppm. На оставшийся в конвертере после частичного слива шлак перед сливом металла присадили 0,7 кг/т стали высокомагнезиального флюса, в основе которого 58,2% MgO, 5,6% СаО, 30,7% потерь при прокаливании, а также 0,3 кг/т стали алюминийсодержащего материала, в составе которого 3,3% Alмет и 63,2% Al2O3.Option 3. - The oxidation of the metal was 405 ppm. 0.7 kg / t of high-magnesia flux steel, which is based on 58.2% MgO, 5.6% CaO, 30.7% loss on ignition, and 0.3 kg / t of steel of aluminum-containing material, of which 3.3% Al met and 63.2% Al 2 O 3 .
Вариант 4. - Окисленность металла составила 350 ppm. На всю массу шлака в конвертер перед сливом металла присадили 0,4 кг/т стали высокомагнезиального флюса, в основе которого 49,3% MgO, 9,1% СаО, 43,5% потерь при прокаливании.Option 4. - The oxidation of the metal was 350 ppm. 0.4 kg / t of high-magnesia flux steel, based on 49.3% MgO, 9.1% CaO, 43.5% loss on ignition, was added to the entire slag mass in the converter before the metal was drained.
При всех вариантах после слива металла из конвертера проводили операцию нанесения шлакового гарнисажа на футеровку конвертера с присадкой высокомагнезиального флюса и/или кокса. По варианту 1 присадили 2,1 кг/т стали высокомагнезиального флюса и 4,9 кг/т стали кокса. По варианту 2 присадили 3,9 кг/т стали высокомагнезиального флюса. По варианту 3 присадили 0,5 кг/т стали высокомагнезиального флюса и 1,0 кг/т стали кокса. По варианту 4 присадили 0,7 кг/т стали кокса.In all cases, after the metal was drained from the converter, the operation of applying a slag skull on the converter lining was carried out with an additive of high magnesia flux and / or coke. In option 1, 2.1 kg / t of high-magnesium flux steel and 4.9 kg / t of coke steel were added. In option 2, 3.9 kg / t of high-magnesia flux steel was added. In option 3, they added 0.5 kg / t of high-magnesium flux steel and 1.0 kg / t of coke steel. In option 4, 0.7 kg / t of coke steel was added.
В результате проведения способа выплавки стали в конвертере по предлагаемому техническому решению при всех заявленных вариантах применения высокомагнезиального флюса и, при необходимости, алюминийсодержащего материала наблюдалось увеличение выхода годной стали до 1,5%.As a result of the method of steel smelting in the converter according to the proposed technical solution, for all the claimed applications of high-magnesia flux and, if necessary, aluminum-containing material, an increase in the yield of steel to 1.5% was observed.
Проведение 800 плавок по заявленному способу показало, что снижение агрессивности и повышение вязкости шлака позволило эффективно ошлаковать футеровку конвертера со стороны слива металла, способствовало повышению стойкости нанесенного гарнисажа на футеровку конвертера в процессе раздува сформированного шлака азотом с дополнительной присадкой высокомагнезиального флюса и кокса, а также позволило качественно ошлаковывать оставшимся шлаком футеровку стороны загрузки конвертера. Расход огнеупорного боя для подварки и торкретмасс снижен в 2 раза, а износ футеровки конвертера уменьшился на 0,1 мм за плавку при проведении выплавки стали заявленным способом.Conducting 800 heats according to the claimed method showed that reducing the aggressiveness and increasing the viscosity of the slag effectively slagged the lining of the converter from the side of the metal drain, helped to increase the resistance of the applied skull to the lining of the converter during the blowing process of the formed slag with nitrogen with an additional additive of high magnesia flux and coke, and also allowed qualitatively slag the lining of the converter loading side with the remaining slag. The consumption of refractory combat for welding and shotcrete was reduced by 2 times, and the wear of the converter lining decreased by 0.1 mm per heat during steelmaking by the claimed method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015146812A RU2620217C2 (en) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | Procedure of melting steel in converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015146812A RU2620217C2 (en) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | Procedure of melting steel in converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015146812A RU2015146812A (en) | 2017-05-11 |
| RU2620217C2 true RU2620217C2 (en) | 2017-05-23 |
Family
ID=58715500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015146812A RU2620217C2 (en) | 2015-10-29 | 2015-10-29 | Procedure of melting steel in converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2620217C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07268431A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Kawasaki Steel Corp | Molten iron dephosphorizing agent for blowing |
| RU2205232C1 (en) * | 2001-12-11 | 2003-05-27 | Шатохин Игорь Михайлович | Magnesian flux for steelmaking and method of producing the same |
| RU2260626C1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method for steel melting in converter |
| RU2327743C2 (en) * | 2006-08-03 | 2008-06-27 | ОАО "Уральский институт металлов" | Method of steel smelting in converter |
-
2015
- 2015-10-29 RU RU2015146812A patent/RU2620217C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07268431A (en) * | 1994-03-31 | 1995-10-17 | Kawasaki Steel Corp | Molten iron dephosphorizing agent for blowing |
| RU2205232C1 (en) * | 2001-12-11 | 2003-05-27 | Шатохин Игорь Михайлович | Magnesian flux for steelmaking and method of producing the same |
| RU2260626C1 (en) * | 2003-12-31 | 2005-09-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Method for steel melting in converter |
| RU2327743C2 (en) * | 2006-08-03 | 2008-06-27 | ОАО "Уральский институт металлов" | Method of steel smelting in converter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015146812A (en) | 2017-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104250672B (en) | A kind of method of combined blown converter high efficiency dephosphorating | |
| JP6743915B2 (en) | Method for desulfurizing molten steel and desulfurizing agent | |
| JP5573424B2 (en) | Desulfurization treatment method for molten steel | |
| JP3557910B2 (en) | Hot metal dephosphorization method and low sulfur and low phosphorus steel smelting method | |
| JP6028755B2 (en) | Method for melting low-sulfur steel | |
| JP2016151027A (en) | Production method of molten steel | |
| JP5895887B2 (en) | Desulfurization treatment method for molten steel | |
| CN107841594A (en) | A kind of method of refining for reducing ladle liner and corroding | |
| JP5891826B2 (en) | Desulfurization method for molten steel | |
| JP5904238B2 (en) | Method of dephosphorizing hot metal in converter | |
| RU2620217C2 (en) | Procedure of melting steel in converter | |
| CN105714023B (en) | A kind of low silicon aluminium killed steel purifier and method | |
| JP2009256727A (en) | Method for refining molten steel | |
| CN102649987A (en) | Method for improving slugging effect at dephosphorization stage by slag-less generation refining process (SGRP) smelting in converter | |
| CN106811573A (en) | Improve the manufacture method of the steel of molten steel casting properties | |
| RU2527508C2 (en) | Method of casting and out-of-furnace processing of high-quality rail steel | |
| RU2729692C1 (en) | Steel melting method in converter with combined blowdown | |
| JPH0259201B2 (en) | ||
| RU2757511C1 (en) | Steelmaking method in electric arc furnace | |
| RU2387717C2 (en) | Method of steelmaking in converter | |
| RU2136764C1 (en) | Method of conversion of vanadium iron in converter | |
| RU2404261C1 (en) | Method of combined application process of slag skull and steel making in converter | |
| RU2735697C1 (en) | Method of out-of-furnace treatment of steel in ladle | |
| RU2186124C2 (en) | Method of pig iron conversion | |
| JP2002275521A (en) | Method for dephosphorizing molten high carbon steel |