RU2771889C1 - Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи - Google Patents
Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771889C1 RU2771889C1 RU2021137879A RU2021137879A RU2771889C1 RU 2771889 C1 RU2771889 C1 RU 2771889C1 RU 2021137879 A RU2021137879 A RU 2021137879A RU 2021137879 A RU2021137879 A RU 2021137879A RU 2771889 C1 RU2771889 C1 RU 2771889C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- magnesite
- scrap metal
- consumption
- electric arc
- Prior art date
Links
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 10
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims description 7
- 239000011776 magnesium carbonate Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L Magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 17
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- WYTGDNHDOZPMIW-UHOFOFEASA-O Serpentine Natural products O=C(OC)C=1[C@@H]2[C@@H]([C@@H](C)OC=1)C[n+]1c(c3[nH]c4c(c3cc1)cccc4)C2 WYTGDNHDOZPMIW-UHOFOFEASA-O 0.000 abstract 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 abstract 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 9
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 6
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 4
- 210000003625 Skull Anatomy 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 3
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N Chromium(III) oxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 2
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве стали в дуговых сталеплавильных электропечах с использованием металлолома. Осуществляют загрузку на подину печи металлолома, его расплавление, науглероживание расплава, окислительный и восстановительный периоды. Науглероживание расплава осуществляют путем вдувания в расплав в струе азота при давлении не менее 9,0 атм порошкообразной смеси, состоящей из серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала в соотношении соответственно (25-30):(10-15):(55-65) и с расходом смеси 4,0-16,2 кг/т от массы расплава, при этом фракция каждой составляющей смеси соответствует 0,1-3,0 мм. Изобретение позволяет снизить длительность плавки на 1,0-1,2 мин и расход электроэнергии на 8-14 кВт⋅ч/т, уменьшить расход электродов на 0,08-0,12 кг/т, а также повысить стойкость футеровки печи до 1460 плавок.
Description
Изобретение относится к области металлургии, точнее к производству стали в дуговых сталеплавильных электропечах, и может быть использовано при производстве электростали с использованием металлолома.
Известно, что при выплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах с основной футеровкой для снижения износа футеровки обычно проводят увеличение основности (отношение суммы концентрации основных оксидов к сумме концентраций кислотных, в простейшем случае (CaO)/(SiO2)) [Григорян В.Α., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. - М.: Металлургия, 1987-272 с.]
Для повышения основности футеровки практикуют введение оксидов магния. Так известен [пат РФ 2657258] высокотемпературный магнезиальный флюс для сталеплавильной печи, включающий оксиды магния, алюминия, железа, кальция, кремния, углеродсодержащий материал, и оксид хрома при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| MgO | не менее 70,00 |
| С | 4,00-12,00 |
| SiO2 | до 3,00 |
| A12O3 | до 5,00 |
| Fe2O3 | до 2,00 |
| Cr2O3 | 3,00-8,00 |
| СаО | остальное, |
при этом в качестве оксидных компонентов используют плавленые отходы огнеупорных материалов, а флюс имеет технологическую фракцию 5,0-40,0 мм (RU №2657258 МПК С21С 5/36, С21С 5/54, С22В 1/14, опубл. 09.06.2018).
Существенными недостатками данного флюса являются:
- высокий расход электроэнергии на плавку в связи с использованием тугоплавких материалов, в частности Cr2O3;
- повышенная длительность плавки в связи с использованием крупной фракции материала и высокой температурой плавления используемого флюса.
Для защиты стен дуговой электропечи от излучения дуги электродов обычно проводится операция вспенивания шлака в печи путем просадки (вдувания) в. печь углеродсодержащих материалов.
Известен также способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи включающий загрузку металлолома на подину, его расплавление, науглероживание расплава. В расплав в струе газа вдувают порошкообразную смесь извести и углеродсодержащего материала при их соотношении 1: 1 и с расходом смеси, равным 0,4-3,0% от массы расплава. Скорость науглероживания расплава поддерживают в пределах 0,2-0,6% углерода в минуту. Порошкообразную смесь вдувают в расплав до получения в нем требуемого перед началом окислительного периода содержания углерода. В качестве газа используют азот или аргон. В качестве углеродсодержащего материала - порошкообразный кокс, уголь или графит (RU №2107738 МПК С21С 5/52, опубл. 27.03.1998).
Техническая проблема, решаемая заявляемым изобретением, заключается в обеспечении высокой стойкости футеровки стен дуговой электросталеплавильной печи, а также снижении расхода электродов, электроэнергии и длительности плавки.
Для решения существующей технической проблемы в расплав в струе газа вдувают порошкообразную смесь, состоящую из серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала.
Для этого предлагается способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи, включающий загрузку на подину печи металлолома, его расплавление, науглероживание расплава путем вдувания в расплав в струе газа углеродсодержащего материала, окислительный и восстановительный периоды, согласно изобретению, науглероживание расплава осуществляют в струе азота при давлении не менее 9,0 атм путем вдувания порошкообразной смеси, состоящей из серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала в соотношении соответственно (25-30):(10-15):(55-65) и с расходом смеси 4,0-16,2 кг/т от массы расплава, при этом фракция каждой составляющей смеси соответствует 0,1-3,0 мм.
Технические результаты, получаемые в результате использования изобретения, заключаются:
- в повышении стойкости футеровки печи за счет образования гарнисажа, вследствие ввода в состав смеси серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала;
- в снижении длительности плавки за счет интенсификации процессов вспенивания шлака за счет образования СО и СО2 и поддержания шлака во вспененном состоянии за счет оксидов магния из серпентинитомагнезита и магнезита;
- в снижении расхода электродов за счет хорошего вспенивания шлака;
- в уменьшении расхода электроэнергии за счет сокращения длительности плавки и интенсификации процессов плавления шихты.
Заявляемые пределы подобраны эмпирическим путем, исходя из полученных результатов, в частности, образования гарнисажа на футеровке печи и связанную с этим стойкость стен; эффективностью процесса вспенивания шлака и получения высоких технико-экономических показателей - расхода электродов, электроэнергии и длительности плавки.
Использование порошка серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала фракцией более 3 мм замедляет процесс растворения вдуваемой смеси, что сказывается на степени эффективности вспенивания шлака, при использовании фракции менее 0,1 мм наблюдается неэффективное использование материала, вследствие улета мелкой фракции через газоочистку.
Содержание серпентинитомагнезита и магнезита выбрано исходя из обеспечения требуемого содержания оксида магния в шлаке, обеспечивающего наличие гарнисажа на футеровке печи. При этом при расходе соответственно серпентинитомагнезита менее 25% и магнезита менее 10% образование гарнисажа было незначительным, а повышение расхода серпентинитомагнезита более 30% и магнезита более 15% приводило к повышению вязкости шлака и связанным с этим увеличением температуры плавления смеси, что сказывалось на повышении расхода электроэнергии и электродов.
При расходе углеродсодержащего материала менее 55% наблюдалось неэффективное укрытие дуг, что приводило к повышенному износу футеровки печи и высокому расходу электроэнергии и электродов. Увеличение данного материала более 65% приводило к резкому вспениванию шлака и в ряде случаев выбросам из печи.
При вдувании порошкообразной смеси с давлением несущего газа менее 9 атм, осуществить процесс вдувания не удается, а при давлении более 9 атм, значительно увеличивается расход несущего газа и соответственно увеличиваются затраты, что нежелательно.
Опыты проводили с использованием серпентинитомагнезита марки СММ-2 Халиловского месторождения по ТУ 5716-001-46754744-2005, % масс: SiO2 не более 38,0%, MgO не менее 38,0%, СаО не менее 2,0%, Fe2O3 не более 5%, при показателе влажность не более 1,0%, п.п.п. не более 18%.
В качестве углеродсодержащего материала использовали антрацит Горловского бассейна (по ТУ 05.10.10.-001-53872533-2019) с химическим составом, в масс. %: нелетучего углерода не менее 78%, зольность не более 14%, выход летучих веществ не более 8,0%, при содержания серы не более 0,4%.
Экспериментальные плавки проводили на ДСП 100Н10 при выплавке стали марки Э76ХФ.
Выплавка проводилась по следующей схеме. Завалка состояла из 100-120 т металлолома, 5-35 т твердого чугуна и 2-45 т извести. Окисление углерода проводили в печи до концентрации 0,05-0,20% посредством продувки кислородом, при этом температура в печи изменялась в пределах 1630-1710°С.
В процессе плавки после отработки (140-250) кВт⋅ч/т завалки производилось вдувание в струе азота при давлении несущего газа 9,0 атм порошкообразной смеси, состоящей из серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала фракции 0,1-3,0 мм в соотношении соответственно (25-30):(10-15):(55-65) и с расходом 400-1620 кг на плавку, что соответствует 4.0-16,2 кг/т от массы расплава.
Использование заявляемого способа производства стали по сравнению с прототипом позволяет:
- снизить длительность плавки на 1,0-1,2 мин;
- уменьшить расход электродов на 0,08-0,12 кг/т;
- снизить расход электроэнергии на 8-14 кВт⋅ч/т;
- повысить стойкость футеровки печи до 1460 плавок.
Claims (1)
- Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи, включающий загрузку на подину печи металлолома, его расплавление, науглероживание расплава путем вдувания в расплав в струе газа углеродсодержащего материала, окислительный и восстановительный периоды, отличающийся тем, что науглероживание расплава осуществляют в струе азота при давлении не менее 9,0 атм путем вдувания порошкообразной смеси, состоящей из серпентинитомагнезита, магнезита и углеродсодержащего материала в соотношении соответственно (25-30):(10-15):(55-65) и с расходом смеси 4,0-16,2 кг/т от массы расплава, при этом фракция каждой составляющей смеси соответствует 0,1-3,0 мм.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2771889C1 true RU2771889C1 (ru) | 2022-05-13 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5397379A (en) * | 1993-09-22 | 1995-03-14 | Oglebay Norton Company | Process and additive for the ladle refining of steel |
| RU2107738C1 (ru) * | 1996-01-09 | 1998-03-27 | Московский металлургический завод "Серп и молот" | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи |
| RU2374329C1 (ru) * | 2008-05-23 | 2009-11-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи |
| RU2749446C1 (ru) * | 2020-05-07 | 2021-06-10 | Виталий Николаевич Мерзляков | Шихта и способ получения флюса и огнеупорного материала для сталеплавильного производства (варианты) с ее использованием |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5397379A (en) * | 1993-09-22 | 1995-03-14 | Oglebay Norton Company | Process and additive for the ladle refining of steel |
| RU2107738C1 (ru) * | 1996-01-09 | 1998-03-27 | Московский металлургический завод "Серп и молот" | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи |
| RU2374329C1 (ru) * | 2008-05-23 | 2009-11-27 | Открытое акционерное общество "Северсталь" (ОАО "Северсталь") | Способ выплавки стали в электросталеплавильной печи |
| RU2749446C1 (ru) * | 2020-05-07 | 2021-06-10 | Виталий Николаевич Мерзляков | Шихта и способ получения флюса и огнеупорного материала для сталеплавильного производства (варианты) с ее использованием |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| W0 2004035837 A, 29.04.2004. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5522320B1 (ja) | 製鋼スラグ還元処理方法 | |
| Holtzer et al. | The recycling of materials containing iron and zinc in the OxyCup process | |
| CN104164531A (zh) | 一种采用转炉吹气冶炼和净化生产铸铁的方法 | |
| RU2344179C2 (ru) | Способ непрерывной переработки содержащих оксиды железа материалов и агрегат для его осуществления | |
| KR100269897B1 (ko) | 최소의 슬래그형성물을 가지고 철용해물을 탈황시키기 위한 방법 및 그 방법을 수행하기 위한 장치 | |
| RU2771889C1 (ru) | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи | |
| RU2347764C2 (ru) | Способ производства портландцементного клинкера из промышленных отходов | |
| CA3157144C (en) | Method for producing molten steel | |
| RU2771888C1 (ru) | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи | |
| CN108330243A (zh) | 一种降低转炉炉衬侵蚀的方法 | |
| CN108384919A (zh) | 一种电弧炉炼钢用发泡剂及其使用方法 | |
| RU2770657C1 (ru) | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи | |
| JP2017186607A (ja) | 電気炉精錬方法 | |
| RU2639396C1 (ru) | Способ пирометаллургической переработки окисленной никелевой руды | |
| JP4329724B2 (ja) | 転炉スクラップ増配方法 | |
| KR20210079354A (ko) | 가탄재 및 그것을 사용한 가탄 방법 | |
| KR100257213B1 (ko) | 크롬 광석의 용융 환원 방법 | |
| RU2321643C2 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
| RU2805114C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
| RU2107738C1 (ru) | Способ выплавки стали из металлолома в дуговой электропечи | |
| RU2352645C1 (ru) | Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи | |
| FI69647B (fi) | Foerfarande foer framstaellning och behandling av ferrokrom | |
| SU969744A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2150514C1 (ru) | Шихтовой брикет для производства высококачественной стали и способ его получения | |
| KR101257266B1 (ko) | 전기로에서의 용강 탈린제 및 탈린 방법 |