RU2802459C1 - Method for production of steel in electric arc furnace - Google Patents

Method for production of steel in electric arc furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2802459C1
RU2802459C1 RU2022130724A RU2022130724A RU2802459C1 RU 2802459 C1 RU2802459 C1 RU 2802459C1 RU 2022130724 A RU2022130724 A RU 2022130724A RU 2022130724 A RU2022130724 A RU 2022130724A RU 2802459 C1 RU2802459 C1 RU 2802459C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
furnace
metal
scrap metal
oxygen
Prior art date
Application number
RU2022130724A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ильдар Фаритович Искаков
Сергей Петрович Зубов
Евгений Валентинович Шахов
Александр Владимирович Маслов
Максим Сергеевич Кузнецов
Валерий Викторович Куликов
Original Assignee
Акционерное общество "Уральская Сталь"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Уральская Сталь" filed Critical Акционерное общество "Уральская Сталь"
Application granted granted Critical
Publication of RU2802459C1 publication Critical patent/RU2802459C1/en

Links

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy.
SUBSTANCE: production of steel in an electric arc furnace. Metal charge is supplied to the furnace, including scrap metal and liquid iron, while the amount of liquid iron is 70-90% of the mass of the metal charge, scrap metal is melted, oxygen is blown, and melt is discharged. First, scrap metal is loaded into the furnace, then liquid cast iron is poured with simultaneous purging of the bath with oxygen with a gradual increase in its consumption from 8000 m3/h to 14000 m3/h as the cast iron is poured, while the scrap metal is melted due to the heat of the exothermic reaction as a result of the oxidation of cast iron impurities.
EFFECT: invention makes it possible to produce steel without consuming electricity and electrodes while providing conditions for effective slag formation and dephosphorization.
1 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области черной металлургии, в частности к производству стали в дуговой электропечи. The present invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to the production of steel in an electric arc furnace.

Известен способ выплавки стали в дуговой электропечи (патент на изобретение RU 2543658, опубл. 10.03.2015), включающий подачу в печь в качестве металлошихты металлолома и жидкого чугуна, расплавление металлолома, присадку шлакообразующих материалов, продувку ванны кислородом и выпуск плавки. Согласно известному способу заливку жидкого чугуна в печь осуществляют в количестве 40-70% от массы металлошихты, после чего осуществляют продувку ванны кислородом с расходом 1800-2200 нм3/час в течение 12-25% времени продувки, затем расход кислорода увеличивают до 5000-7000 нм3/час и осуществляют продувку ванны в заданном режиме в течение 28-40% времени продувки, далее расход кислорода снижают до 3000-5000 нм3/час и в заданном режиме ведут продувку до ее окончания.There is a known method for smelting steel in an electric arc furnace (invention patent RU 2543658, published on March 10, 2015), which includes feeding scrap metal and liquid cast iron into the furnace as a metal charge, melting the scrap metal, adding slag-forming materials, purging the bath with oxygen and releasing the melt. According to the known method, liquid cast iron is poured into the furnace in an amount of 40-70% by weight of the metal charge, after which the bath is purged with oxygen at a flow rate of 1800-2200 nm3/hour for 12-25% of the purge time, then the oxygen consumption is increased to 5000-7000 nm3/hour and the bath is purged in a given mode for 28-40% of the purging time, then the oxygen consumption is reduced to 3000-5000 nm3/hour and the purging is carried out in a given mode until it ends.

Известен способ выплавки стали в дуговой электропечи (патент на изобретение RU 2778340, опубл. 26.05.2022), включающий подачу в печь в качестве металлошихты металлолома и жидкого чугуна, расплавление металлолома с применением электрической дуги, присадку шлакообразующих материалов, продувку кислородом. Согласно известному решению, заливку жидкого чугуна в печь производят в количестве 70-90% от массы металлошихты, после чего осуществляют продувку ванны кислородом с расходом 2000-8000 нм3/час в течение 12-25% времени продувки, затем расход кислорода увеличивают до 5000-10000 нм3/час и осуществляют продувку в заданном режиме в течение 12-25% времени продувки, далее расход кислорода увеличивают до 10000-15000 нм3/час и в заданном режиме ведут продувку до её окончания. Указанный способ выбран заявителем в качестве ближайшего аналога.There is a known method for smelting steel in an electric arc furnace (invention patent RU 2778340, published on May 26, 2022), which includes feeding scrap metal and liquid cast iron into the furnace as a metal charge, melting scrap metal using an electric arc, adding slag-forming materials, and blowing with oxygen. According to a known solution, liquid cast iron is poured into the furnace in an amount of 70-90% of the mass of the metal charge, after which the bath is purged with oxygen at a flow rate of 2000-8000 nm3/hour for 12-25% of the purge time, then the oxygen flow is increased to 5000- 10,000 nm3/hour and purging is carried out in a given mode for 12-25% of the purging time, then the oxygen consumption is increased to 10,000-15,000 nm3/hour and purging is carried out in a given mode until it ends. This method was chosen by the applicant as the closest analogue.

Недостатками известных способов является необходимость расплавления твердой части металлошихты электродугами, что повышает себестоимость стали за счет расхода электроэнергии и электродов, а также повышенная продолжительность плавки.The disadvantages of the known methods are the need to melt the solid part of the metal charge using electric arcs, which increases the cost of steel due to the consumption of electricity and electrodes, as well as the increased duration of melting.

Технической проблемой, решаемой заявляемым изобретением, является снижение расхода электроэнергии и электродов.The technical problem solved by the claimed invention is to reduce the consumption of electricity and electrodes.

Техническим результатом является создание способа производства стали, позволяющего произвести выплавку стали без расхода электроэнергии и электродов при одновременном обеспечении условий для эффективного шлакообразования и дефосфорации. Одновременно заявляемый способ обеспечивает снижение продолжительности плавки и снижение себестоимости выплавки стали.The technical result is the creation of a steel production method that allows steel smelting without the consumption of electricity and electrodes while simultaneously providing conditions for effective slag formation and dephosphorization. At the same time, the claimed method provides a reduction in the duration of smelting and a reduction in the cost of steel smelting.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе производства стали в дуговой электропечи, включающем подачу в печь металлошихты, в том числе металлолома и жидкого чугуна, при этом количество жидкого чугуна составляет 70-90% от массы металлошихты, расплавление металлолома, продувку кислородом и выпуск плавки, согласно изобретению, сначала в печь осуществляют завалку металлолома, затем производят заливку жидкого чугуна с одновременной продувкой ванны кислородом с постепенным увеличением его расхода до 14000 м3/час по мере заливки чугуна, при этом расплавление металлолома производят за счет тепла экзотермической реакции в результате окисления примесей чугуна без применения электродуги.This technical result is achieved by the fact that in the known method of producing steel in an electric arc furnace, which includes feeding metal charge into the furnace, including scrap metal and liquid cast iron, with the amount of liquid cast iron being 70-90% of the mass of the metal charge, melting scrap metal, blowing with oxygen and release of melt, according to the invention, first, scrap metal is poured into the furnace, then liquid cast iron is poured with simultaneous purging of the bath with oxygen with a gradual increase in its flow rate to 14,000 m 3 /hour as cast iron is poured, while the scrap metal is melted due to the heat of an exothermic reaction as a result of the oxidation of cast iron impurities without the use electric arcs

Необходимость увеличения расхода кислорода обусловлена следующими факторами:The need to increase oxygen consumption is due to the following factors:

- необходимостью окисления большого количества примесей (углерод, кремний, фосфор), поступающих в ванну по мере заливки чугуна;- the need to oxidize a large amount of impurities (carbon, silicon, phosphorus) entering the bath as cast iron is poured;

- расход кислорода увеличивают постепенно до 14000 м3/час по мере заливки чугуна для предотвращения разрушающего действия струи кислорода на футеровку печи и предотвращения слишком интенсивного процесса обезуглероживания для исключения вскипания остатков шлака от предыдущей плавки.- oxygen consumption is increased gradually to 14,000 m 3 /hour as cast iron is poured to prevent the destructive effect of the oxygen stream on the furnace lining and to prevent the decarburization process from being too intense to prevent boiling of slag residues from the previous melting.

Снижение доли жидкого чугуна менее 70% приводит к необходимости увеличения доли металлического лома, что не позволяет нагреть расплав до необходимой перед выпуском плавки температуры без тока. И, как следствие, приводит к необходимости подогрева расплава энергией электродуг и увеличению длительности плавки. При увеличении доли жидкого чугуна более 90% снижается доля металлического лома, что приводит к перегреву расплава, повышенному износу футеровки печи и увеличению периода ее заправки.Reducing the share of liquid cast iron to less than 70% leads to the need to increase the share of scrap metal, which does not allow the melt to be heated to the temperature required before release without current. And, as a consequence, it leads to the need to heat the melt with the energy of electric arcs and increase the duration of melting. When the proportion of liquid cast iron increases to more than 90%, the proportion of metal scrap decreases, which leads to overheating of the melt, increased wear of the furnace lining and an increase in the period of its refilling.

Расход жидкого чугуна от 70 до 90 % с одновременной высокоинтенсивной продувкой расплава кислородом позволяет за счет экзотермических реакций, возникающих при окислении примесей чугуна (углерода, фосфора и кремния), повысить температуру чугуна в процессе его заливки в печь и тем самым обеспечить температуру, необходимую для расплавления твёрдой металлошихты, проведения шлакообразования и дефосфорации без подвода энергии электродуг.Consumption of liquid cast iron from 70 to 90% with simultaneous high-intensity blowing of the melt with oxygen allows, due to exothermic reactions that occur during the oxidation of cast iron impurities (carbon, phosphorus and silicon), to increase the temperature of cast iron during its pouring into the furnace and thereby ensure the temperature necessary for melting solid metal charge, carrying out slag formation and dephosphorization without supplying electric arc energy.

Повышение расхода кислорода выше 14000 м3/час приведет к слишком интенсивному процессу обезуглероживания, в результате которого может произойти переокисление расплава и снижение стойкости футеровки.An increase in oxygen consumption above 14,000 m 3 /hour will lead to an overly intense decarburization process, which may result in overoxidation of the melt and a decrease in the durability of the lining.

Указанная технология позволяет снизить продолжительность плавки по сравнению с прототипом на 4-6 минут.This technology makes it possible to reduce the duration of melting by 4-6 minutes compared to the prototype.

Заявляемые пределы были подобраны опытным путем. Параметры и показатели опытных плавок приведены в таблице:The declared limits were selected experimentally. The parameters and indicators of the experimental heats are given in the table:

Вариант выплавкиSmelting option Доля жидкого чугуна в шихте, %Share of liquid cast iron in the charge, % Расход электроэнергии,
КВт*час/т
Electricity consumption,
kW*h/t
Расход электродов, кг/тElectrode consumption, kg/t Содержание фосфора перед выпуском, %Phosphorus content before release, % Температура
металла
перед
выпуском,
градус
Temperature
metal
before
release,
degree
Продолжительность заправки, минRefilling duration, min
ПрототипPrototype 5555 272272 1,61.6 0,0050.005 16551655 33 ПредлагаемыйProposed 6565 9090 0,30.3 0,0050.005 16551655 33 7070 00 00 0,0060.006 16551655 33 8080 00 00 0,0050.005 16601660 33 9090 00 00 0,0050.005 16601660 55 9595 00 00 0,0090.009 16901690 1010

Заявляемый способ выплавки стали был реализован при выплавке стали в дуговой 120 т электропечи.The inventive method of steel smelting was implemented when steel was smelted in a 120-ton electric arc furnace.

Выплавку производили с использованием жидкого чугуна чугуна в количестве 75% (94 т) от массы металлошихты. Перед заливкой чугуна в печь произвели завалку 15 т металлического лома. После завалки лома чугун заливали в печь через специальный желоб двумя 60 т чугуновозными ковшами последовательно. В процессе заливки в печь вводили через 4 инжектора газообразный кислород с изменяющемся по ходу продувки расходом от 8000 до 14000 м3/час, а также известь и доломит. Нагрев расплава электродугами не производили. После достижения содержания углерода 0,06% выпуск плавки произвели с температурой расплава 1640 градусов.Smelting was carried out using liquid pig iron in an amount of 75% (94 tons) by weight of the metal charge. Before pouring cast iron into the furnace, 15 tons of metal scrap were filled. After filling the scrap, cast iron was poured into the furnace through a special chute using two 60-ton cast-iron ladles in succession. During the filling process, gaseous oxygen was introduced into the furnace through 4 injectors with a flow rate varying during the blowing process from 8000 to 14000 m 3 /hour, as well as lime and dolomite. The melt was not heated by electric arcs. After reaching a carbon content of 0.06%, the melt was released with a melt temperature of 1640 degrees.

Claims (1)

Способ производства стали в дуговой электропечи, включающий подачу в печь металлошихты, в том числе металлолома и жидкого чугуна, при этом количество жидкого чугуна составляет 70-90% от массы металлошихты, расплавление металлолома, продувку кислородом и выпуск плавки, отличающийся тем, что сначала в печь осуществляют завалку металлолома, затем производят заливку жидкого чугуна с одновременной продувкой ванны кислородом с постепенным увеличением его расхода от 8000 м3/ч до 14000 м3/ч по мере заливки чугуна, при этом расплавление металлолома производят за счет тепла экзотермической реакции в результате окисления примесей чугуна.A method for producing steel in an electric arc furnace, including feeding a metal charge into the furnace, including scrap metal and liquid cast iron, with the amount of liquid cast iron being 70-90% of the mass of the metal charge, melting the scrap metal, blowing with oxygen and releasing the melt, characterized in that first, scrap metal is poured into the furnace, then liquid cast iron is poured with simultaneous purging of the bath with oxygen with a gradual increase in its flow rate from 8000 m 3 / h to 14000 m 3 / h as the cast iron is poured, while the scrap metal is melted due to the heat of the exothermic reaction in as a result of oxidation of cast iron impurities.
RU2022130724A 2022-11-25 Method for production of steel in electric arc furnace RU2802459C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802459C1 true RU2802459C1 (en) 2023-08-29

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472649A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
RU2437941C1 (en) * 2010-06-07 2011-12-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
CN102719726A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 山西太钢不锈钢股份有限公司 Method for producing stainless steel master liquid
RU2543658C1 (en) * 2013-12-04 2015-03-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of steel making in arc-type electric steel making furnace
JP6145760B2 (en) * 2011-09-15 2017-06-14 イマジニアリング株式会社 High frequency radiation plug and internal combustion engine
RU2778340C1 (en) * 2022-05-26 2022-08-17 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for steel smelting in an electric arc furnace

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472649A (en) * 1965-09-03 1969-10-14 Canada Steel Co Electric-arc steelmaking
RU2437941C1 (en) * 2010-06-07 2011-12-27 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
JP6145760B2 (en) * 2011-09-15 2017-06-14 イマジニアリング株式会社 High frequency radiation plug and internal combustion engine
CN102719726A (en) * 2012-06-26 2012-10-10 山西太钢不锈钢股份有限公司 Method for producing stainless steel master liquid
RU2543658C1 (en) * 2013-12-04 2015-03-10 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method of steel making in arc-type electric steel making furnace
RU2778340C1 (en) * 2022-05-26 2022-08-17 Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") Method for steel smelting in an electric arc furnace

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5522320B1 (en) Steelmaking slag reduction treatment method
RU2034040C1 (en) Steel production method
RU2261922C2 (en) Method of production of metals and metal alloys
JP6070844B2 (en) Exhaust gas treatment method and exhaust gas treatment equipment
JP2010265485A (en) Method for operating arc-furnace
JP4212895B2 (en) Method for generating molten iron in electric furnace
RU2802459C1 (en) Method for production of steel in electric arc furnace
CN108384919A (en) A kind of foaming agent for smelting steel in electric arc furnace and its application method
CZ299403B6 (en) Process for producing stainless steel, particularly refined steels containing chromium and chromium and nickel
RU2787133C1 (en) Method for the production of steel in an electric arc furnace
RU2799456C1 (en) Method for production of steel in an electric arc furnace
JP3721154B2 (en) Method for refining molten metal containing chromium
CN112760449B (en) Smelting method of slag steel used by Considel electric furnace
CN116194598A (en) Method for producing coarse steel and plant for its production
US1427436A (en) Electric-furnace construction
EA001340B1 (en) Method for making steel in a liquid melt-fed electric furnace
JP6560868B2 (en) Slag treatment method
RU2437941C1 (en) Procedure for melting steel in arc steel melting furnace with increased consumption of liquid iron
US801500A (en) Apparatus for making steel.
RU2771889C1 (en) Method for smelting steel from scrap metal in electric arc furnace
RU2770657C1 (en) Method for steel melting from scrap in electric arc furnace
JP6221707B2 (en) Slag processing method and slag processing apparatus
RU2384627C1 (en) Steel-making method in arc electric steel-smelting furnace
JP3567705B2 (en) Melting method for nickel-containing steel
JPH09165613A (en) Scrap melting method