RU2781915C1 - Способ выплавки стали в металлургических агрегатах - Google Patents
Способ выплавки стали в металлургических агрегатах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2781915C1 RU2781915C1 RU2021134264A RU2021134264A RU2781915C1 RU 2781915 C1 RU2781915 C1 RU 2781915C1 RU 2021134264 A RU2021134264 A RU 2021134264A RU 2021134264 A RU2021134264 A RU 2021134264A RU 2781915 C1 RU2781915 C1 RU 2781915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- slag
- metallurgical
- mgo
- magnesium
- lining
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title abstract description 8
- 239000010959 steel Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 60
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000000996 additive Effects 0.000 claims abstract description 7
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000010310 metallurgical process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 24
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 claims description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 206010001488 Aggression Diseases 0.000 description 14
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 6
- 230000005712 crystallization Effects 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 235000015450 Tilia cordata Nutrition 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000010436 fluorite Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 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
Images
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификации шлаков кислородного конвертера и сталеразливочного ковша для защиты от разрушения периклазоуглеродистой футеровки шлакового пояса металлургических агрегатов. Количество магнийсодержащей шлакообразующей добавки определяют расчетным путем, определяя расчетную температуру ликвидуса шлакового расплава на основании данных о субсолидусном строении шестикомпонентной системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Fe2O3, доводя ее значение до температуры металлургического процесса, а также не допускают избыточный расход магнийсодержащей шлакообразующей добавки. Изобретение позволяет минимизировать шлаковую коррозию, повысить ресурс огнеупорной футеровки металлургического агрегата с помощью технологии оптимизации шлакового режима металлургической плавки. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к модификации шлаков кислородного конвертера и сталеразливочного ковша для защиты от разрушения периклазоуглеродистой футеровки шлакового пояса металлургических агрегатов, а также увеличения срока ее службы.
Известен способ управления металлургической плавкой (Патент № 2180951 RU). Изобретение основано на том, что перед началом плавки формируют предварительное задание, которое получают путем статистической обработки массива плавок, уточненное и оптимизированное на основе физико-химических закономерностей процесса металлургической плавки оно включает временные графики работы всех исполнительных механизмов - подачи извести, кокса, ввод кислорода, энергоносителей в течение всей плавки. Недостатком данного решения является рассмотрение перехода на полноценную автоматизацию процесса плавки без учета в качестве критерия оптимизации шлакового режима плавки численной характеристики агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорному материалу футеровки металлургического агрегата.
Известен модификатор металлургического шлака магнезиального состава и способ его получения (Патент №2244017 RU). Техническим результатом изобретения является создание модификатора магнезиального состава, обладающего высокой основностью, прочностью, скоростью диспергации и растворения в сталеплавильных шлаковых расплавах. Недостатком данного решения является то, что отсутствует оптимизация расхода модификатора на основе численной характеристики агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорной футеровке, допускается избыточный расход MgO-содержащего модификатора, что приводит к увеличению себестоимости выплавляемого металла, или недостаточный их расход, что приводит к снижению ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата.
Известен способ выплавки стали в конвертере (Патент № 2254378 RU). В предлагаемом способе поставлена задача увеличить стойкость футеровки конвертеров, улучшить шлаковый режим конвертерной плавки и увеличить выход годного металла за счет формирования на ранних стадиях продувки первичных шлаков, насыщенных MgO и поддержания высокого содержания MgO в шлаке на протяжении основного времени рафинирования при меньшем расходе магнийсодержащих материалов на плавку. Недостатком данного решения является то, что не предлагается метод определения концентрации насыщения MgO в конвертерном шлаке для оценки его агрессивности по отношению к огнеупорной футеровке. Допускается избыточный расход MgO-содержащего модификатора, что приводит к увеличению себестоимости выплавляемого металла, или недостаточный их расход, что приводит к снижению ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата.
Известен способ повышения металлоносности шлака за счет модификации шлакообразующих смесей (Патент № 2641442 RU). Предлагаемый способ модифицирует шлакообразующую смесь, повышая качество поверхности литой заготовки, при этом увеличивая количество металла в одной тонне шлака на 15-16 килограмм. Недостатком данного решения является рассмотрение модификации шлака только со стороны повышения объема выпускаемого металла, не затрагивая проблемы агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорному материалу, шлаковой коррозии и снижения ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата.
Известна шлаковая смесь для внепечной обработки стали (Патент №24101 KZ). Заявляемая шлаковая смесь улучшает структурный состав стали, снижает загрязнения неметаллическими включениями и затраты на выплавку стали. Недостатком данного решения является отсутствие рассмотрения модификации шлаковой смеси с учетом оптимизации шлакового режима плавки в качестве критерия численной характеристики агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорному материалу футеровки металлургического агрегата.
Известна шлаковая смесь для обработки стали в ковше (Патент №30964 KZ). Технический эффект при использовании изобретения заключается в улучшении качества металла за счет достижения низких, не более 0,005 - 0,008%, содержаний серы в металле и микролегирования стали бором, в повышении стойкости переклазоуглеродистой футеровки ковшей, а также в улучшении экологической обстановки за счет исключения присадок плавикового шпата и отсутствия развития процесса формирования самораспадающихся шлаков. Недостатком данного решения является отсутствие рассмотрения модификации шлаковой смеси с учетом оптимизации шлакового режима плавки в качестве критерия численной характеристики агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорному материалу футеровки металлургического агрегата.
Имеющиеся на данное время технологические решения для управления конверторной плавкой, внепечной обработкой стали, модификации шлакового режима, не учитывают в качестве критерия оптимизации шлакового режима плавки численная характеристика агрессивности шлакового расплава по отношению к огнеупорному материалу, допускается избыточный расход MgO-содержащих шлакообразующих материалов, что приводит к увеличению себестоимости выплавляемого металла, или недостаточный их расход, что приводит к снижению ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата.
Задачей предлагаемого технического решения является минимизация шлаковой коррозии и повышение ресурса огнеупорной футеровки металлургического агрегата с помощью технологии оптимизации шлакового режима металлургической плавки, основанной на технологическом расчете концентрации насыщения шлака огнеупором и емкости шлакового расплава по огнеупорному оксиду (оксидам) в качестве численной характеристики агрессивности шлака по отношению к огнеупору.
Ресурс огнеупорной футеровки металлургических агрегатов в значительной степени определяется агрессивностью шлаковых расплавов. Агрессивность шлака по отношению к огнеупорной футеровке определяется его химическим составом и температурой. Агрессивность максимальна если химический состав шлакового расплава находится в области первичной кристаллизации какого-либо легкоплавкого соединения. Численной характеристикой агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистому огнеупорному материалу является концентрация насыщения шлака по MgO. Для снижения агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистому огнеупору, его химический состав модифицируют в область первичной кристаллизации MgO, насыщая расплав оксидом магния, используя различные магнезиальные шлакообразующие добавки [1].
Поставленная задача достигается тем, что расход шлакообразующих материалов, содержащих MgO, предназначенных для повышения концентрации MgO в шлаке до степени насыщения рассчитывается предложенным способом (в качестве входных данных для расчета используются: расчетный химический состав сталеплавильного шлака, полученный на основе материального баланса плавки, и температура ведения металлургического процесса). На первом этапе рассчитывается равновесный фазовый состав сталеплавильного шлака, по методике, описанной в работе [2], на основе информации о субсолидусном строении шестикомпонентной системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Fe2O3, описанной в монографии Бережного [3], в качестве входных данных применяется расчетный химический состав сталеплавильного шлака, полученный на основе материального баланса плавки. На следующем этапе производится расчет температур ликвидуса для каждой фазы, плавящейся без разложения, входящей в расчетный фазовый состав сталеплавильного шлака, с применением методов Шредера - Ле-Шателье и Эпстейна. Принимается, что химический состав сталеплавильного шлака находится в области первичной кристаллизации MgO, если расчетная температура ликвидуса для фазы MgO является максимальной, по сравнению с остальными фазами, входящими в расчетный фазовый состав сталеплавильного шлака. Расчетное количество магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) пошагово увеличивается (от нуля) до тех пор, пока химический состав сталеплавильного шлака не перейдет в область первичной кристаллизации MgO. В области первичной кристаллизации MgO дальнейшее повышение концентрации оксида магния приводит к возрастанию температуры ликвидуса шлакового расплава. Расчетное количество магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) пошагово увеличивается до тех пор, пока расчетная температура ликвидуса не увеличится до температуры ведения металлургического процесса. Это будет означать насыщение шлакового расплава оксидом магния и переход химического состава шлака в область первичной кристаллизации MgO. Применение расчетного количества магнезиальной шлакообразующей добавки (добавок) приведет к снижению агрессивности шлака по отношению к периклазоуглеродистой огнеупорной футеровке металлургического агрегата, повышению ее ресурса, снижению доли периклазоуглеродистого огнеупорного материала в структуре себестоимости выплавляемого металла.
Краткое описание чертежей
Изображена температура ликвидуса MgO. ΔC - количество шлакообразующей добавки MgO, которое необходимо добавить для насыщения шлака при заданной температуре металлургического процесса.
1. Брюгманн С. Вклад MgO в корректировку состава шлаков внепечной обработки / С. Брюгманн; «Новые огнеупоры» №8.- 2011. - С. 7-11.
2. Козлов, В.В. Расчетное и экспериментальное определение фазового состава шлаков внепечной обработки стали /В.В. Козлов, А.П. Шевчик, С.А. Суворов, А.В. Иванов, Н.В. Арбузова, К.С. Погодина; / «Новые огнеупоры» №9.- 2019. - С. 46-49.
3. Бережной, А.С. Многокомпонентные системы окислов/ А. С. Бережной; издательское объединение «Наукова Думка». - Киев, 1970 г. - 544 с.
Claims (1)
- Способ выплавки стали в металлургических агрегатах, включающий насыщение шлака оксидом магния, отличающийся тем, что количество магнийсодержащей шлакообразующей добавки определяют расчетным путем, определяя расчетную температуру ликвидуса шлакового расплава на основании данных о субсолидусном строении шестикомпонентной системы CaO-SiO2-Al2O3-MgO-FeO-Fe2O3, доводя ее значение до температуры металлургического процесса, а также не допускают избыточный расход магнийсодержащей шлакообразующей добавки.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2781915C1 true RU2781915C1 (ru) | 2022-10-20 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4451293A (en) * | 1979-05-31 | 1984-05-29 | Quiqley Company, Inc. | Slag-forming agent and process for producing the agent |
| RU2244017C2 (ru) * | 2002-01-22 | 2005-01-10 | ОАО "Комбинат "Магнезит" | Модификатор металлургического шлака магнезиального состава и способ его получения |
| RU2254378C1 (ru) * | 2004-01-27 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в конвертере |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4451293A (en) * | 1979-05-31 | 1984-05-29 | Quiqley Company, Inc. | Slag-forming agent and process for producing the agent |
| RU2244017C2 (ru) * | 2002-01-22 | 2005-01-10 | ОАО "Комбинат "Магнезит" | Модификатор металлургического шлака магнезиального состава и способ его получения |
| RU2254378C1 (ru) * | 2004-01-27 | 2005-06-20 | Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" | Способ выплавки стали в конвертере |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БРЮГМАНН С. Вклад MgO в корректировку состава шлаков внепечной обработки. "Новые огнеупоры", ООО "Интермет Инжиниринг", N8, 2011, сс.7-11. КОЗЛОВ В.В. и др. Расчетное и экспериментальное определение фазового состава шлаков внепечной обработки стали. "Новые огнеупоры", ООО "Функциональные наноматериалы", N9, 2019, сс.46-48. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| He et al. | Morphology control for Al 2 O 3 inclusion without Ca treatment in high-aluminum steel | |
| RU2781915C1 (ru) | Способ выплавки стали в металлургических агрегатах | |
| CN113215474A (zh) | 一种调控钢中非金属夹杂物形态的方法 | |
| US3615348A (en) | Stainless steel melting practice | |
| WO2020228240A1 (zh) | 一种利用含锌废钢冶炼高品质钢的方法 | |
| US4795491A (en) | Premelted synthetic slag for ladle desulfurizing molten steel | |
| JP2003155516A (ja) | 溶鋼の取鍋精錬による脱硫方法 | |
| CN113549809B (zh) | 一种非钙处理提高钢液可浇性的冶炼方法 | |
| CN110106311B (zh) | 一种减少对耐材侵蚀的精炼渣控制工艺 | |
| JP4653629B2 (ja) | Ｔｉ含有含クロム溶鋼の製造方法 | |
| RU2566230C2 (ru) | Способ переработки в кислородном конвертере низкокремнистого ванадийсодержащего металлического расплава | |
| JPH09235611A (ja) | 清浄性の高い極低硫純鉄の製造方法 | |
| JP3106870B2 (ja) | 耐火物の溶損を抑制する製錬法 | |
| SU1189883A1 (ru) | Способ выплавки стали | |
| RU2805114C1 (ru) | Способ выплавки стали в электродуговой печи | |
| RU2364632C2 (ru) | Способ получения стали | |
| JP5387045B2 (ja) | 軸受鋼の製造方法 | |
| SU1721096A1 (ru) | Способ рафинировани жидкой стали | |
| JP4218172B2 (ja) | 溶融鉄合金の精錬方法 | |
| JP4224197B2 (ja) | 反応効率の高い溶銑脱燐方法 | |
| CN1696316A (zh) | 一种炼钢用的低硅硅钙钡铁合金 | |
| SU1100319A1 (ru) | Способ выплавки стали в мартеновских печах | |
| SU652222A1 (ru) | Способ перерабртки чернового ферроникел | |
| JPH01234511A (ja) | 溶鉄の脱硫剤 | |
| SU1754784A1 (ru) | Металлошихта дл выплавки стали в мартеновских печах и способ ее загрузки в печь |