RU2641587C1 - Method of steelmaking in basic oxygen converter - Google Patents

Method of steelmaking in basic oxygen converter Download PDF

Info

Publication number
RU2641587C1
RU2641587C1 RU2017106124A RU2017106124A RU2641587C1 RU 2641587 C1 RU2641587 C1 RU 2641587C1 RU 2017106124 A RU2017106124 A RU 2017106124A RU 2017106124 A RU2017106124 A RU 2017106124A RU 2641587 C1 RU2641587 C1 RU 2641587C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
slag
metal
processing
loading
Prior art date
Application number
RU2017106124A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Кузнецов
Евгений Валентинович Протопопов
Андрей Николаевич Калиногорский
Лидия Альбертовна Ганзер
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"
Priority to RU2017106124A priority Critical patent/RU2641587C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2641587C1 publication Critical patent/RU2641587C1/en

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
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgical engineering.SUBSTANCE: method includes loading of scrap metal and iron-containing product for the processing of waste slag, consisting of metal and slag constituents, loading of lime and magnesian flux, casting of cast iron, purging the bath with a gaseous oxidant. In the process of loading lime and magnesia flux, carbon-containing material is additionally introduced at the ratio of the masses of the carbon-containing material and the iron-containing product of the waste slag processing equal to 1:(5-10), and after casting of the cast iron, the melt is mixed with a mixture of neutral gas and oxygen in the ratio 1:(0.3-1.0).EFFECT: increase in the yield of the usable metal due to the reduction of iron from the slag component of the iron-containing product of slag waste processing.1 cl

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к выплавке стали в кислородном конвертере, и связано с использованием в конвертерной плавке железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to steelmaking in an oxygen converter, and is associated with the use in the converter smelting of an iron-containing product for processing waste slag.

Известен способ производства стали в кислородном конвертере, включающий загрузку металлолома, извести, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, причем дополнительно производят загрузку железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих (RU, №2169197, С21С 5/28, опубл. 1999). Известный способ позволяет увеличить содержание оксидов железа в конвертерной ванне и снизить, при необходимости, температуру металла в определенные периоды операции, ускорить шлакообразование и рафинирование металла.A known method of steel production in an oxygen converter, comprising loading scrap metal, lime, cast iron casting, blowing a bath with a gaseous oxidizing agent, and additionally loading an iron-containing product for processing waste slag consisting of metal and slag components (RU, No. 2169197, C21C 5/28, publ. . 1999). The known method allows to increase the content of iron oxides in the Converter bath and to reduce, if necessary, the temperature of the metal in certain periods of the operation, to accelerate slag formation and refining of the metal.

Недостатком известного способа является низкая технологичность процесса, связанная с агрессивным воздействием на футеровку агрегата конвертерного шлака с повышенным содержанием оксидов железа, особенно в начале процесса, а также с образованием большого количества шлака, выбросами шлакометаллической эмульсии во время продувки ванны, необходимостью промежуточного скачивания шлака и, соответственно, дополнительными потерями железа, что приводит к снижению выхода годного.The disadvantage of this method is the low processability associated with the aggressive effect on the lining of the converter slag unit with a high content of iron oxides, especially at the beginning of the process, as well as with the formation of a large amount of slag, emissions of slag metal emulsion during the purge of the bath, the need for intermediate loading of slag and, accordingly, additional losses of iron, which leads to a decrease in yield.

Известен также способ выплавки стали в кислородном конвертере, включающий подачу в конвертер жидкого чугуна и металлолома, шлакообразующих материалов и продувку расплава кислородом сверху через фурму. В шихту дополнительно вводят железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков в соотношении к количеству металлолома 2:1, а в составе шлакообразующих материалов используют известняк и доломит (RU, №2386703, С21С 5/28, опубл. 2009). Известный способ позволяет увеличить расход чугуна на выплавку стали и снизить расход металлошихты.There is also known a method of steelmaking in an oxygen converter, which includes feeding cast iron and scrap metal, slag-forming materials into the converter and blowing the melt with oxygen from above through a lance. An iron-containing product for processing waste slag is additionally introduced into the charge in the ratio to the amount of scrap metal 2: 1, and limestone and dolomite are used in the composition of slag-forming materials (RU, No. 2386703, C21C 5/28, publ. 2009). The known method allows to increase the consumption of cast iron for steelmaking and reduce the consumption of metal charge.

Недостатком известного способа является образование увеличенного объема шлака в конвертере, выбросы металла и шлака во время продувки плавки, необходимость остановки продувки и скачивание шлака, додувок и наведения нового шлака, при этом возрастают потери металла со шлаком, а также расход шлакообразующих материалов.The disadvantage of this method is the formation of an increased volume of slag in the converter, emissions of metal and slag during purge blowing, the need to stop purging and downloading slag, blowing and inducing new slag, while the loss of metal with slag increases, as well as the consumption of slag-forming materials.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ производства стали в кислородном конвертере, включающий загрузку твердой металлошихты в виде металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести и магнезиального флюса, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем (RU, №2347819, С21С 5/28, опубл. 2008). Известный способ позволяет предотвратить выбросы металла и шлака во время продувки, снизить потери металла, расход металлошихты и шлакообразующих материалов.The closest technical solution to the invention is a method of producing steel in an oxygen converter, comprising loading a solid metal charge in the form of scrap metal and an iron-containing product for processing waste slag consisting of metal and slag components, loading lime and magnesia flux, cast iron casting, and blowing the bath with a gaseous oxidizing agent (RU , No. 2347819, C21C 5/28, publ. 2008). The known method allows to prevent emissions of metal and slag during purging, to reduce metal loss, consumption of metal charge and slag-forming materials.

Недостатком известного способа является низкий выход годного металла из-за невозможности восстановления оксидов железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков и их потерь со шлаком.The disadvantage of this method is the low yield of metal due to the impossibility of recovering iron oxides from the slag component of the iron-containing product of the processing of waste slag and their loss with slag.

Задачей изобретения является повышение выхода годного металла за счет восстановления железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков.The objective of the invention is to increase the yield of metal due to the reduction of iron from the slag component of the iron-containing product of processing waste slag.

Для решения поставленной задачи в способе производства стали в кислородном конвертере, включающем загрузку твердой металлошихты в виде металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести и магнезиального флюса, заливку чугуна, продувку ванны газообразным окислителем, согласно изобретению в процессе загрузки извести и магнезиального флюса дополнительно вводят углеродсодержащий материал, при соотношении масс углеродсодержащего материала и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, равном 1:(5-10), и после заливки чугуна перед продувкой ванны газообразным окислителем перемешивают расплав смесью нейтрального газа и кислорода в соотношении 1:(0,3-1,0).To solve the problem in a method for the production of steel in an oxygen converter, comprising loading a solid metal charge in the form of scrap metal and an iron-containing product for processing waste slag, consisting of metal and slag components, loading lime and magnesia flux, cast iron casting, blowing a bath with a gaseous oxidizing agent, according to the invention in the process of loading lime and magnesia flux is additionally introduced carbon-containing material, with the ratio of the masses of carbon-containing material and yellow zosoderzhaschego dump slag processing product of 1: (5-10), and after casting iron bath before the purge gaseous oxidant mixture stirred melt of the neutral gas and oxygen in a ratio of 1: (0.3-1.0).

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом производства стали в конвертере, заключается в том, что в конвертер загружают металлолом и железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков, состоящий из металлической и шлаковой составляющих, загрузку извести, магнезиального флюса и углеродсодержащего материала, заливают чугун и перемешивают расплав смесью нейтрального газа и кислорода в соотношении 1:(0,3-1,0) для восстановления оксидов железа шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков углеродом чугуна и присаживаемых углеродсодержащих материалов, а также углеродсодержащими газами рабочего пространства агрегата и другими примесями чугуна.The technical result achieved by the proposed method for the production of steel in the converter consists in loading scrap metal and an iron-containing product for processing waste slag consisting of metal and slag components into the converter, loading lime, magnesia flux and carbon-containing material, pouring iron and mixing the melt with a neutral mixture gas and oxygen in a ratio of 1: (0.3-1.0) for the reduction of iron oxides of the slag component of the iron-containing product of the processing of waste slag carbon of cast iron and adhering carbon-containing materials, as well as carbon-containing gases of the working space of the unit and other impurities of cast iron.

Для рассматриваемых условий и характерных температур возможно развитие как твердофазного восстановления, когда восстановление оксидов железа шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков протекает в твердой фазе с последующим плавлением и довосстановлением оксидов железа из расплава, так и жидкофазного восстановления с восстановлением оксидов железа шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков из расплава.For the conditions and characteristic temperatures under consideration, it is possible to develop both solid-phase reduction, when the reduction of iron oxides of the slag component of the iron-containing product from the processing of waste slag proceeds in the solid phase with subsequent melting and reduction of iron oxides from the melt, and liquid-phase reduction with the reduction of iron oxides by the reduction of iron oxides from the slag component of the iron-containing processing product waste slag from the melt.

При твердофазном восстановлении развитие реакций в сторону восстановления оксидов железа возможно только в том случае, когда фактическая температура процесса выше температуры начала восстановления оксидов железа, что также обеспечивается в предлагаемых условиях. При жидкофазном восстановлении на кинетических параметрах процесса благоприятно сказывается повышение температуры ванны и интенсивности перемешивания расплава.In case of solid-phase reduction, the development of reactions towards the reduction of iron oxides is possible only when the actual process temperature is higher than the temperature of the beginning of reduction of iron oxides, which is also ensured under the proposed conditions. During liquid-phase reduction, the kinetic parameters of the process are favorably affected by an increase in the temperature of the bath and the intensity of melt mixing.

Соотношение масс углеродсодержащего материала и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков 1:(5-10) определяется условиями обеспечения эффективного восстановления оксидов железа шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков для увеличения выхода годного металла и получения требуемых технологических и технико-экономических показателей процесса.The mass ratio of the carbon-containing material and the iron-containing waste slag processing product 1: (5-10) is determined by the conditions for the effective reduction of iron oxides of the slag component of the iron-containing waste slag processing product to increase the yield of metal and obtain the required technological and technical and economic indicators of the process.

При превышении этого соотношения не обеспечиваются условия для развития процессов восстановления оксидов железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков. В этом случае реализуется только твердофазное восстановление оксидов железа, преимущественно примесями чугуна, с образованием незначительного количества газообразных продуктов восстановления, что исключает возможность значительного повышения скорости восстановительных процессов и не позволяет значительно повысить выход годного металла.If this ratio is exceeded, conditions are not provided for the development of processes for the reduction of iron oxides from the slag component of the iron-containing product for processing waste slag. In this case, only solid-phase reduction of iron oxides, mainly impurities of cast iron, is realized with the formation of an insignificant amount of gaseous reduction products, which excludes the possibility of a significant increase in the rate of reduction processes and does not significantly increase the yield of metal.

При соотношении масс углеродсодержащего материала и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков менее 1:(5-10) восстановление оксидов железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта будет развиваться без участия примесей чугуна, что приведет к понижению температуры в локальных объемах расплава, заметалливанию железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков и снижению скорости восстановительных процессов, что не позволит в необходимой степени повысить выход годного металла.When the mass ratio of the carbon-containing material and the iron-containing product of processing waste slag is less than 1: (5-10), the reduction of iron oxides from the slag component of the iron-containing product will develop without the participation of pig iron impurities, which will lead to a decrease in temperature in the local volumes of the melt, noticeable iron-containing product of processing of waste slag and reduce the speed of recovery processes, which will not allow to the necessary extent to increase the yield of metal.

Перемешивание расплава перед продувкой ванны газообразным окислителем смесью нейтрального газа и кислорода в соотношении 1:(0,3-1,0) необходимо для интенсивного перемешивания и обеспечения необходимой степени восстановления оксидов железа шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков.Mixing the melt before purging the bath with a gaseous oxidizing agent with a mixture of neutral gas and oxygen in a ratio of 1: (0.3-1.0) is necessary for intensive mixing and ensuring the necessary degree of reduction of iron oxides of the slag component of the iron-containing product for processing waste slag.

Соотношение расходов нейтрального газа и кислорода в перемешивающем газе не должно быть больше 1:(0,3-1,0), иначе изменение окислительного потенциала газовой фазы в условиях избытка кислорода приведет к снижению эффективности процесса восстановления железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков и не позволит в необходимой степени повысить выход годного металла.The ratio of the flow rates of neutral gas and oxygen in the mixing gas should not be more than 1: (0.3-1.0), otherwise, a change in the oxidation potential of the gas phase under conditions of excess oxygen will reduce the efficiency of the process of reducing iron from the slag component of the iron-containing product for processing waste slag and will not allow to increase the yield of metal to the necessary extent.

Уменьшение соотношения расходов нейтрального газа и кислорода в перемешивающем газе менее 1:(0,3-1,0) приведет к снижению фактической температуры процесса ниже температуры начала восстановления оксидов железа, развитие реакций в сторону восстановления оксидов железа будет невозможно, что не позволит повысить выход годного металла.Reducing the ratio of the flow rates of neutral gas and oxygen in the mixing gas is less than 1: (0.3-1.0) will lead to a decrease in the actual process temperature below the start temperature of the reduction of iron oxides, the development of reactions towards the reduction of iron oxides will be impossible, which will not allow to increase the yield suitable metal.

Пример. В 160-т конвертер загружают металлический лом в количестве 30 т, шлакостальные коржи - 12 т, уголь ТОМ - 2 т, известь - 7,5 г и флюс ФОМИ - 0,8 т. Заливают чугун в количестве 118 т. Температура заливаемого чугуна 1360°С; химический состав, масс.%: 4,2 углерода; 0,52 кремний; 0,45 марганца; 0,016 серы; 0,095 фосфора. При этом соотношение расхода угля ТОМ (углеродсодержащий материал) и шлакостальных коржей (железосодержащий продукт переработки отвальных шлаков) составляет 1:6. Агрегат переводят в рабочее положение, опускают кислородную фурму и начинают перемешивать конвертерную ванну смесью азота (нейтральный газ) (350 м3/мин) и кислорода (150 м3/мин) (соотношение 1:0,43). Перемешивание ванны осуществляют в течение 7 мин, после чего переходят на продувку металла кислородом (газообразный оксилитель) (21 мин). Температура металла на повалке составляет 1650°С, металл содержит, масс.%: 0,10 углерода, 0,10 марганца, 0,014 серы, 0,011 фосфора. Основность шлака составляет 2,4; содержание FeO - 26,1%. Выход жидкого металла составляет 98,2%.Example. 30 tons of scrap metal are loaded into a 160-ton converter, 12 tons of slag cakes, TOM coal is 2 tons, lime is 7.5 g and FOMI flux is 0.8 tons. Pour iron in an amount of 118 tons. Cast iron temperature is poured 1360 ° C; chemical composition, wt.%: 4,2 carbon; 0.52 silicon; 0.45 manganese; 0.016 sulfur; 0.095 phosphorus. The ratio of the consumption of coal TOM (carbon-containing material) and slag cake (iron-containing product of processing waste slag) is 1: 6. The unit is transferred to its working position, the oxygen lance is lowered and the converter bath is mixed with a mixture of nitrogen (neutral gas) (350 m 3 / min) and oxygen (150 m 3 / min) (1: 0.43 ratio). Stirring the bath is carried out for 7 minutes, after which they switch to purging the metal with oxygen (gaseous oxidizer) (21 minutes). The temperature of the metal on the quill is 1650 ° C, the metal contains, wt.%: 0.10 carbon, 0.10 manganese, 0.014 sulfur, 0.011 phosphorus. The basicity of the slag is 2.4; FeO content is 26.1%. The yield of liquid metal is 98.2%.

Способ производства стали промышленно применим при выплавке стали в кислородных конвертерах.The steel production method is industrially applicable for steelmaking in oxygen converters.

Claims (1)

Способ производства стали в кислородном конвертере, включающий загрузку твердой металлошихты в виде металлолома и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, состоящего из металлической и шлаковой составляющих, извести и магнезиального флюса, заливку чугуна и продувку ванны газообразным окислителем, отличающийся тем, что в процессе загрузки извести и магнезиального флюса дополнительно вводят углеродсодержащий материал при соотношении масс углеродсодержащего материала и железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков, равном 1:(5-10), и после заливки чугуна перед продувкой ванны газообразным окислителем перемешивают расплав смесью нейтрального газа и кислорода в соотношении 1:(0,3-1,0), обеспечивающем восстановление оксидов железа из шлаковой составляющей железосодержащего продукта переработки отвальных шлаков.Method for the production of steel in an oxygen converter, which includes loading a solid metal charge in the form of scrap metal and an iron-containing product for processing waste slag, consisting of metal and slag components, lime and magnesia flux, casting iron and blowing the bath with a gaseous oxidizing agent, characterized in that during the loading of lime and magnesia flux is additionally introduced carbon-containing material at a ratio of the masses of the carbon-containing material and the iron-containing waste product slag equal to 1: (5-10), and after casting iron before blowing the bath with a gaseous oxidizing agent, melt is mixed with a mixture of neutral gas and oxygen in a ratio of 1: (0.3-1.0), which ensures the reduction of iron oxides from the slag component of the iron-containing waste slag processing product.
RU2017106124A 2017-02-22 2017-02-22 Method of steelmaking in basic oxygen converter RU2641587C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106124A RU2641587C1 (en) 2017-02-22 2017-02-22 Method of steelmaking in basic oxygen converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017106124A RU2641587C1 (en) 2017-02-22 2017-02-22 Method of steelmaking in basic oxygen converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2641587C1 true RU2641587C1 (en) 2018-01-18

Family

ID=68235507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017106124A RU2641587C1 (en) 2017-02-22 2017-02-22 Method of steelmaking in basic oxygen converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2641587C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0470066B1 (en) * 1990-07-26 1994-09-14 Seirlehner, Leopold, Dipl.-Ing. Process for melting steel from scrap and/or metal-containing waste material
EP0521844B1 (en) * 1991-06-28 1995-12-20 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for the energetic utilization of the waste from shredded scrap
RU2347819C2 (en) * 2007-04-18 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" Method of steel production in oxygen converter
RU2386703C1 (en) * 2009-08-24 2010-04-20 Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" Method of steelmaking in basic oxygen converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0470066B1 (en) * 1990-07-26 1994-09-14 Seirlehner, Leopold, Dipl.-Ing. Process for melting steel from scrap and/or metal-containing waste material
EP0521844B1 (en) * 1991-06-28 1995-12-20 Voest-Alpine Industrieanlagenbau Gmbh Process for the energetic utilization of the waste from shredded scrap
RU2347819C2 (en) * 2007-04-18 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Западно-Сибирский металлургический комбинат" Method of steel production in oxygen converter
RU2386703C1 (en) * 2009-08-24 2010-04-20 Закрытое акционерное общество "Патентные услуги" Method of steelmaking in basic oxygen converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5408369B2 (en) Hot metal pretreatment method
CN104250672A (en) Efficient dephosphorization method of combined blown converter
JPWO2018135344A1 (en) Method for desulfurizing molten steel and desulfurizing agent
JP2015218338A (en) Molten iron refining method by converter type refining furnace
CN111139332B (en) Slag former and light and thin scrap steel mixed processing furnace entering process
JP5895887B2 (en) Desulfurization treatment method for molten steel
JP5408379B2 (en) Hot metal pretreatment method
RU2386703C1 (en) Method of steelmaking in basic oxygen converter
RU2641587C1 (en) Method of steelmaking in basic oxygen converter
JP2013227664A (en) Molten iron preliminary treatment method
JP2019194350A (en) Recycling method of converter slag
RU2566230C2 (en) Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal
JP2015042780A (en) Dephosphorization treatment method for molten iron in converter
JPS587691B2 (en) Steel manufacturing method
RU2465337C1 (en) Method of steelmaking in basic oxygen converter
RU2608008C1 (en) Procedure for melting steel in oxygen converter
RU2786105C1 (en) Method for steel smelting in a converter on liquid iron
RU2805114C1 (en) Steel melting method in electric arc furnace
RU2107737C1 (en) Method of steel melting in converter
RU2515403C1 (en) Method of steel casting in arc steel furnace
RU2131927C1 (en) Method of pyrometallurgical processing of vanadium-containing and iron-ore materials
RU2131467C1 (en) Process of reclamation of lining of converter
RU2233890C1 (en) Method of making low-carbon steel in oxygen converter
RU2628588C1 (en) Procedure of melting steel in converter
SU1289891A1 (en) Method of steel melting in converter

Legal Events

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

Effective date: 20200223