RU2721249C1 - Composition of charge for melting of carbon-free iron - Google Patents
Composition of charge for melting of carbon-free iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721249C1 RU2721249C1 RU2019138999A RU2019138999A RU2721249C1 RU 2721249 C1 RU2721249 C1 RU 2721249C1 RU 2019138999 A RU2019138999 A RU 2019138999A RU 2019138999 A RU2019138999 A RU 2019138999A RU 2721249 C1 RU2721249 C1 RU 2721249C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon
- iron
- charge
- production
- free
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B15/00—Other processes for the manufacture of iron from iron compounds
- C21B15/02—Metallothermic processes, e.g. thermit reduction
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а конкретно к промышленному производству безуглеродистого железа.The invention relates to metallurgy, and specifically to the industrial production of carbon-free iron.
Низкоуглеродистую сталь с содержанием углерода до 0,04% получают преимущественно восстановлением оксидов железной руды кремнием восстановителя в присутствии извести. Переработка чугуна в низкоуглеродистую сталь требует больших затрат и при этом используется большое количество дорогого разливочного и технологического оборудования.Mild steel with a carbon content of up to 0.04% is obtained predominantly by reduction of iron ore oxides with silicon reducing agent in the presence of lime. The processing of cast iron into low-carbon steel is costly and a large amount of expensive casting and processing equipment is used.
Следует отметить недостатки известных технологий шихты. Восстановление оксидов из шлаковой фазы проходит при большой затрате тепла и выделении большого количества газов, уносящих значительное количество физического и химического тепла. Так как технологический процесс осуществляется с выделением большого количества газов, то к агрегату для осуществления необходимого технологического процесса присоединяется громоздкое газоотводящее и пылеулавливающее оборудование, а процесс получения низкоуглеродистого железа сопровождается повышением температуры металлического расплава, что приводит к увеличению времени плавки порции шихты, резкому снижению производительности плавильного агрегата и сокращению срока службы футеровки, а процесс производства становится низкорентабельным.It should be noted the disadvantages of the known charge technology. The reduction of oxides from the slag phase takes place with a large expenditure of heat and the release of a large amount of gases that carry away a significant amount of physical and chemical heat. Since the technological process is carried out with the release of a large amount of gas, bulky gas extraction and dust collection equipment are connected to the unit to carry out the necessary technological process, and the process of producing low-carbon iron is accompanied by an increase in the temperature of the metal melt, which leads to an increase in the melting time of the charge portion, a sharp decrease in the productivity of the melting unit and reduce the life of the lining, and the production process becomes unprofitable.
Известны различные составы шихты и способы переработки железосодержащей шихты: RU 863661, RU 1038365, RU 2287024, RU 2311469, RU 1331900, RU 1709738, RU 2035521, RU 20745269, RU 2148670, RU 2353688, RU 2172454, US 4282033.Various charge compositions and methods for processing an iron-containing charge are known: RU 863661, RU 1038365, RU 2287024, RU 2311469, RU 1331900, RU 1709738, RU 2035521, RU 20745269, RU 2148670, RU 2353688, RU 2172454, US 4282033.
Недостатками известных составов шихты является, во-первых, использование углеродсодержащего топлива (уголь, кокс, природный газ, нефтепродукты), во-вторых, использование чугуна в качестве железосодержащего компонента и в третьих - в процессе плавления шихты в атмосферу выбрасывается значительное количество вредных выбросов.The disadvantages of the known composition of the charge is, firstly, the use of carbon-containing fuels (coal, coke, natural gas, oil products), secondly, the use of cast iron as an iron-containing component, and thirdly, a significant amount of harmful emissions is released into the atmosphere during the melting of the charge.
Прототипом предлагаемой шихты является смесь оксидов железа и металлического алюминия. Химическая реакция протекает с выделением тепла по формуле:The prototype of the proposed mixture is a mixture of iron oxides and aluminum metal. A chemical reaction proceeds with the release of heat according to the formula:
Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe+18500 кал.Fe 2 O 3 + 2Al = Al 2 O 3 + 2Fe + 18500 cal.
Для обеспечения определенной активности и теплотворной способности шихты необходимо обеспечить химическую чистоту ее компонентов, по всем примесям и особенно по углероду. При этом установлена зависимость: чем больше емкость плавильного агрегата, тем крупнее должны быть куски компонентов шихты.To ensure a certain activity and calorific value of the charge, it is necessary to ensure the chemical purity of its components, in all impurities and especially in carbon. In this case, the dependence was established: the larger the capacity of the melting unit, the larger the pieces of the charge components should be.
Задачей настоящего изобретения является получение безуглеродистого железа с одновременным значительным снижением вредных выбросов и снижением капиталоемкости безотходного производства.The objective of the present invention is to obtain carbon-free iron while significantly reducing harmful emissions and reducing the capital intensity of non-waste production.
Для реализации поставленной цели предлагаем следующую алюмотермическую реакцию, разработанную термодинамичским расчетом открытой системы:To achieve this goal, we offer the following aluminothermic reaction developed by thermodynamic calculation of an open system:
3Fe3O4+8Al+2,25СаО+1,5SiO2=9Fe+2,5Al2O31,5SiO2+0,75СаО1,5Al2O3+1,5СаО3Fe 3 O 4 + 8Al + 2.25CaO + 1.5SiO 2 = 9Fe + 2.5Al 2 O 3 1.5SiO 2 + 0.75CaO 1.5Al 2 O 3 + 1.5CaO
Магнитную окись железа, Fe3O4 вносим в шихту в виде измельченной окалины низкоуглеродистой стали, а алюминий - в виде крупки.Magnetic iron oxide, Fe 3 O 4, is introduced into the charge in the form of crushed scale of low-carbon steel, and aluminum in the form of grains.
С целью снижения температуры алюмотермического процесса и температуры плавления шлака и доведения ее до технологической температуры плавки, добавляем в шихту смесь извести, СаО, и кремнезема, SiO2, которые образуют с глиноземом высокоглиноземистый цемент при выплавке безуглеродистого железа.In order to reduce the temperature of the aluminothermic process and the melting temperature of the slag and bring it to the technological temperature of smelting, we add to the mixture a mixture of lime, CaO, and silica, SiO 2 , which form high-alumina cement with alumina during the smelting of carbon-free iron.
Новизна предлагаемого состава шихты заключается в отсутствии в ее составе топлива, а компоненты шихты практически не содержат углерод или содержат его на уровне следов, а также организации экологически чистого безотходного производства в металлургической промышленности.The novelty of the proposed composition of the charge lies in the lack of fuel in its composition, and the components of the charge practically do not contain carbon or contain it at the level of traces, as well as the organization of environmentally friendly waste-free production in the metallurgical industry.
Процесс выплавки безуглеродистого железа происходит за счет выделения тепла экзотермической реакции между оксидами железа и алюминием с участием извести и кремнезема.The process of smelting carbon-free iron occurs due to heat generation of the exothermic reaction between iron oxides and aluminum with the participation of lime and silica.
Безуглеродистое железо, как известно, обладает многими положительными свойствами: высокой коррозионной стойкостью, высокой прочностью, пластичностью и свариваемостью.Carbon-free iron, as you know, has many positive properties: high corrosion resistance, high strength, ductility and weldability.
Безуглеродистое железо будет основой безникелевой нержавеющей металлопродукции, а также сверхпрочных и жаропрочных сплавов.Carbon-free iron will be the basis of nickel-free stainless steel products, as well as heavy-duty and heat-resistant alloys.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138999A RU2721249C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Composition of charge for melting of carbon-free iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019138999A RU2721249C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Composition of charge for melting of carbon-free iron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721249C1 true RU2721249C1 (en) | 2020-05-18 |
Family
ID=70735336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019138999A RU2721249C1 (en) | 2019-11-29 | 2019-11-29 | Composition of charge for melting of carbon-free iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721249C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070181A (en) * | 1974-12-12 | 1978-01-24 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Method for reduction of finely divided metal oxide material |
| US4789580A (en) * | 1985-11-15 | 1988-12-06 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of reducing higher metal oxides to lower metal oxides |
| US5445667A (en) * | 1992-01-24 | 1995-08-29 | A. Ahlstrom Corporation | Method for reducing material containing metal oxide in solid phase |
| RU2287024C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ДАТА-ЦЕНТР" (ООО Фирма "ДАТА-ЦЕНТР") | Method of production of iron from charge containing silicon and iron oxides |
-
2019
- 2019-11-29 RU RU2019138999A patent/RU2721249C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4070181A (en) * | 1974-12-12 | 1978-01-24 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Method for reduction of finely divided metal oxide material |
| US4789580A (en) * | 1985-11-15 | 1988-12-06 | Metallgesellschaft Aktiengesellschaft | Process of reducing higher metal oxides to lower metal oxides |
| US5445667A (en) * | 1992-01-24 | 1995-08-29 | A. Ahlstrom Corporation | Method for reducing material containing metal oxide in solid phase |
| RU2287024C1 (en) * | 2005-02-14 | 2006-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью Фирма "ДАТА-ЦЕНТР" (ООО Фирма "ДАТА-ЦЕНТР") | Method of production of iron from charge containing silicon and iron oxides |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ПОХВИСНЕВ А.Н. и др. Внедоменное получение железа за рубежом. М., Металлургия, 1964, с.309-311. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101851106B (en) | Antioxidation aluminium unburned carbon brick and preparation method thereof | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| RU2673821C1 (en) | Charge for production of silicon carbide | |
| RU2721249C1 (en) | Composition of charge for melting of carbon-free iron | |
| JP2007517137A (en) | Steel desulfurization agent and its use in steel desulfurization | |
| KR102282018B1 (en) | Composite deoxidizer for steel making and cast steel and manufacturing method | |
| RU2441927C2 (en) | Method for alumina industry slag treatment | |
| US2760859A (en) | Metallurgical flux compositions | |
| RU2003119681A (en) | BRICK FOR Smelting Cast Iron | |
| RU2589948C1 (en) | Method of producing cast iron sintegal from red mud | |
| RU2698161C1 (en) | Charge for producing ferrosilicon | |
| US3942977A (en) | Process for making iron or steel utilizing lithium containing material as auxiliary slag formers | |
| US2631936A (en) | Process for the production of a ferrochrome-silicon-aluminum alloy | |
| RU2718838C1 (en) | Briquette for production of cast iron in cupola | |
| RU2356952C2 (en) | Briquette for cast iron smelting | |
| US1428061A (en) | Manufacture of iron and steel | |
| RU2083681C1 (en) | Briquette for production of pig iron and steel | |
| RU2454294C1 (en) | Complex exothermic mixture | |
| RU2697129C2 (en) | Method of loading charge into arc electric furnace for steel melting | |
| Ikornikov et al. | MILL SCALE WASTE REPROCESSING BY CENTRIFUGAL METALLOTHERMIC SHS FOR PRODUCTION OF CAST FERROALLOYS Fe−(Si; Si–Al; B; B–Al) | |
| CN111960835B (en) | Pointing material for reducing oxidation of electric furnace magnesia carbon brick and preparation and use methods thereof | |
| RU2403305C2 (en) | Charge for obtaining high-carbon ferrochrome | |
| RU2303073C1 (en) | Briquette for melting cast iron | |
| RU2483134C2 (en) | Alloy of out-of-furnace production of steel and iron and blend to this end | |
| SU1379315A1 (en) | Slag-forming mixture for refining steel |