SE1050721A1

SE1050721A1 - Process for producing a steel melt containing carbide forming substances from iron-based raw material and a mineral containing the carbide forming substance, an alloy mixture and use of a mineral containing carbide forming substances for alloying a steel melt

Info

Publication number: SE1050721A1
Application number: SE1050721A
Authority: SE
Inventors: Lidong Teng; Mselly Nzotta; Seshadri Seetharaman; Andrei Chychko; Jan-Olov Andersson
Original assignee: Uddeholms Ab
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2011-12-31
Also published as: WO2012002897A4; TW201217548A; WO2012002897A1

Abstract

Det har foreslagits att ett karbidbildande ämne i form av ett mineral, t.ex. molybdit, MO, används för att undvika de höga kostnaderna för ferrokarbidämnen som. legeringstillsatsmedel vid smältning av järnbaserat råmaterial till stål, men en nackdel har varit det höga ångtryck som orsakar förångning av det karbidbildande ämnet, t.ex. MO. Dessa problem löses med ett förfarande för framställning av en stålsmälta från järnråvara och ett karbidbildande element, innefattande stegen att:. a) chargera en smältugn med järnbaserat råmaterial,. b) chargera smältugnen med en mängd av en legeringsblandning innehållande ett partikelformat mineral innehållande ett karbidbildande ämne och kol samt dessutom glödskal och/eller CaO eller annan slaggbildare innehållande CaO, varvid nämnda legeringsblandning företrädesvis är inkapslad i en sluten behållare, varvid nämnda behållare företrädesvis placeras i mitten av smältugnen, c) uppvärma smältugnens inre till en temperatur av 700 K, d) reglera energitillförseln till smältugnen så att temperaturen ökas till 900 K under en tidsperiod som anpassas till mängden legeringsblandning och dess partikelstorlek, varigenom en ferrolegering innehållande det karbidbildande ämnet bildas i legeringsblandningen, e) smälta chargen för att tillverka ett stål innehållande en stor mängd av det påfyllda karbidbildande ämnet.Det uppfinningsenliga förfarandet reducerar de ekonomiska och miljömässiga effekterna genom minimering av förluster av karbidbildande ämnen till utblåsningsdamm och slagg.It has been suggested that a carbide-forming substance in the form of a mineral, e.g. Molybdite, MO, is used to avoid the high cost of ferrocarbides such as. alloying additives in the smelting of iron-based raw materials into steel, but a disadvantage has been the high vapor pressure which causes evaporation of the carbide-forming substance, e.g. MO. These problems are solved by a process for producing a steel melt from raw material and a carbide-forming element, comprising the steps of:. a) charge a melting furnace with iron-based raw material ,. b) charging the melting furnace with an amount of an alloy mixture containing a particulate mineral containing a carbide-forming substance and carbon and furthermore scale and / or CaO or other slag former containing CaO, said alloy mixture being preferably encapsulated in a closed container, said container preferably being placed in c) heating the interior of the melting furnace to a temperature of 700 K, d) regulating the energy supply to the melting furnace so that the temperature is increased to 900 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size, thereby forming a ferroalloy containing the carbide-forming substance. the alloy mixture, e) melting the batch to produce a steel containing a large amount of the charged carbide-forming substance. The inventive process reduces the economic and environmental effects by minimizing losses of carbide-forming substances to exhaust dust and slag.

Description

15 20 25 30 35 deponier blivit en utmaning och således utgör både slagg och damm en miljörisk. Ur såväl ekonomiska som miljömässiga synpunkter är det väsentligt att förlusten av molybden minimeras under ett smältförfarande i en ljusbågsugn. Vid användning av ljusbågsugn utförs nonnalt legering med molybden till stålbadet med tillsats av ferro- molybdenlegering. Ferromolybdenlegering framställs genom förädling av mineral som innehåller molybdenoxid (MoOg). Förädlingen av MoO3 från mineralform till ferro- molybden utgör en ﬂaskhals i de idag tillgängliga tillgångama av ferromolybden och en betydande faktor för kostnadsökningen för molybden som ett legeringselement. Gruv- kapaciteten för MoOg i mineralforrn överskrider förädlingskapaciteten. Av ekonomiska skäl har det föreslagits att ersätta molybdenoxid (MoOg) med ferromolybdenlegeringen. 15 20 25 30 35 landfills have become a challenge and thus both slag and dust pose an environmental risk. From both economic and environmental points of view, it is essential that the loss of molybdenum is minimized during a melting process in an arc furnace. When using an arc furnace, non-molybdenum alloy is made to the steel bath with the addition of ferromolybdenum alloy. Ferromolybdenum alloy is produced by refining minerals containing molybdenum oxide (MoOg). The refinement of MoO3 from mineral form to ferro-molybdenum constitutes an h ash neck in the currently available resources of ferro-molybdenum and a significant factor in the cost increase for molybdenum as an alloying element. The mining capacity for MoOg in the mineral form exceeds the processing capacity. For economic reasons, it has been proposed to replace molybdenum oxide (MoOg) with the ferromolybdenum alloy.

Den huvudsakliga nackdelen för direkt tillsats av MoO3 i en ljusbågsugn är emellertid förångningen av MoOg, som har ett högt ångtryck vid ståltillverkningstemperaturer och resulterar i höga molybdenförluster i utsugningsdamm. M. Nzotta, S. Seetharaman och L. Teng rapporterade vid the Steel Ecocycle Seminar, maj 2006, att molybdenförlust i damm kunde vara mer än 7% när MoOg användes som ett råmaterial i ljusbågsugn.However, the main disadvantage of direct addition of MoO3 in an arc furnace is the evaporation of MoOg, which has a high vapor pressure at steelmaking temperatures and results in high molybdenum losses in extraction dust. M. Nzotta, S. Seetharaman and L. Teng reported at the Steel Ecocycle Seminar, May 2006, that molybdenum loss in dust could be more than 7% when MoOg was used as a raw material in an arc furnace.

Undersökningar har visat att molybdenutbytet i stålet är ungefär 90% när man använder MoOg som molybdenchargeringskälla. Förångningen av MoOg i dammet utgör den huvudsakliga orsaken till förlust av molybden (ca 8,6% av den total molybden- tillsatsen). Förlusten av molybden i slaggfasen är endast ca l,3% av den total molybdentillsatsen.Studies have shown that the molybdenum yield in steel is approximately 90% when using MoOg as the molybdenum charge source. The evaporation of MoOg in the dust is the main cause of loss of molybdenum (about 8.6% of the total molybdenum addition). The loss of molybdenum in the slag phase is only about 1.3% of the total molybdenum addition.

Förångningen av molybdentrioxid has studerats under de senaste 50 åren i samband med reningen av MoOg (A.N. Zelikman: Metallurgy of rare metals, Jerusalem, 1966), framställning av ferromolybdenlegering (L. Norberg and B. Rydstad: J ernkontorets annaler, 160 (1976), No 4, 191), prestanda hos molybdeninnehållande material vid höga temperaturer (T. Saburi, H. Murata, T. Suzuki, Y. Fujii and K. Kiuchi: J. of Plasma and Fusion Research, 78 (2002), No 1, 3), och utformning av katalysatorer ( L. Zhang: Applied catalysis A - General, 117 (1994), No 2, 163, och L. Dazhuang, Z. J ianhong, T.The evaporation of molybdenum trioxide has been studied for the past 50 years in connection with the purification of MoOg (AN Zelikman: Metallurgy of rare metals, Jerusalem, 1966), the production of ferromolybdenum alloy (L. Norberg and B. Rydstad: J annkontorets annaler, 160 (1976) , No 4, 191), performance of molybdenum-containing materials at high temperatures (T. Saburi, H. Murata, T. Suzuki, Y. Fujii and K. Kiuchi: J. of Plasma and Fusion Research, 78 (2002), No 1 , 3), and design of catalysts (L. Zhang: Applied catalysis A - General, 117 (1994), No 2, 163, and L. Dazhuang, Z. J ianhong, T.

Huimin, H. Dongxia: Reaction Kinetics and Catalysis Letters, 62 (1997), No 2, 347).Huimin, H. Dongxia: Reaction Kinetics and Catalysis Letters, 62 (1997), No. 2, 347).

Det har visat sig att ren MoOg, sublimeras över 973 K, men förångningshastigheten blir mycket märkbar över smältpunkten för MoO3 vid 1068 K (T. Saburi et al., supra).It has been found that pure MoO 3 sublimates above 973 K, but the evaporation rate becomes very noticeable above the melting point of MoO 3 at 1068 K (T. Saburi et al., Supra).

Detaljerade studier av temperaturens påverkan på ångtrycket för MoOg utfördes av Blackbum and Johnston (P.E. Blackbum, M.H. Hen-ick, L. Johnston: The journal of physical chemistry, 62 (1958), No 7, 769).Detailed studies of the effect of temperature on the vapor pressure of MoOg were performed by Blackbum and Johnston (P.E. Blackbum, M.H. Henick, L. Johnston: The Journal of Physical Chemistry, 62 (1958), No. 7, 769).

Glödskal utgör en värdefull tillgång av järn och legeringselement. I en del stålverk där smidning utgör ett rutinformningssteg, är utbytesförlusten från glödskal mycket 10 15 20 25 30 35 väsentlig. Förlusten av järn genom glödskal i ståltillverkningen kan nå upp till 1 vikt-%.Shells constitute a valuable supply of iron and alloying elements. In some steel mills where forging is a grid forming step, the loss of exchange from scale is very significant. The loss of iron through scale in steelmaking can reach up to 1% by weight.

Ur såväl produktionsekonomisk synpunkt som miljöhänsyn är det önskvärt att återvinna glödskalet. Idag används glödskal som en syrekälla och tillsätts till stålsmältan för raffinering av fosfor. Varmarbetsstål är speciellt känsliga för höga fosforhalter.From both a production economic point of view and environmental considerations, it is desirable to recycle the scale. Today, embers are used as a source of oxygen and are added to the steel melt for refining phosphorus. Hot working steels are particularly sensitive to high phosphorus levels.

Kostnaden för metallskrot står i proportion till den omvända halten av fosfor, vilket utgör en kraftig ekonomisk drivf] äder till en effektiv fosforraffinering under tillverk- ningen av stål från metallskrot. Vid återvinning av glödskal för fosforrafﬁnering kan ca 25% av glödskalet från dessa stålverk återvinnas. Resten har hittills deponerats.The cost of scrap metal is in proportion to the inverse content of phosphorus, which constitutes a strong economic driver for efficient phosphorus refining during the production of steel from scrap metal. When recycling scale for phosphorus refining, approximately 25% of the scale from these steelworks can be recycled. The rest has so far been deposited.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ett huvudsyfte med föreliggande uppﬁnning är att erbjuda ett förfarande för tillverkning av en stålsmälta innehållande ett karbidbildande ämne från järnbaserat råmaterial och ett mineral innehållande det karbidbildande ämnet, samtidigt som höga förluster av det karbidbildande ämnet reduceras huvudsakligen till ångfasen beroende på högt ångtryck hos det karbidbildande ämnet över smältan av råmaterial.DISCLOSURE OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide a process for manufacturing a steel melt containing a carbide-forming substance from iron-based raw material and a mineral containing the carbide-forming substance, while high losses of the carbide-forming substance are mainly reduced to the carbide-forming substance over the melt of raw materials.

Enligt föreliggande uppﬁnning uppnås detta syfte med ett förfarande innefattande stegen att: a) chargera en smältugn med järnbaserat råmaterial, b) chargera smältugnen med en mängd av en legeringsblandning innehållande ett partikelformat mineral innehållande ett karbidbildande ämne och kol samt dessutom glödskal och/eller CaO eller annan slaggbildare innehållande CaO, varvid nämnda legeringsblandning företrädesvis är inkapslad i en sluten behållare, varvid nämnda behållare företrädesvis placeras i mitten av smältugnen, c) uppvärma smältugnens inre till en temperatur av 600 K, d) reglera energitillförseln till smältugnen så att temperaturen ökas till 900-1000 K under en tidsperiod som anpassas till mängden legeringsblandning och dess partikel- storlek, varigenom en ferrolegering innehållande det karbidbildande ämnet bildas i legeringsblandningen, e) smälta chargen för att tillverka ett stål innehållande en stor mängd av det chargerade karbidbildande ämnet.According to the present invention, this object is achieved by a method comprising the steps of: a) charging a melting furnace with iron-based raw material, b) charging the melting furnace with an amount of an alloy mixture containing a particulate mineral containing a carbide-forming substance and carbon and additionally embers and / or CaO or another slag former containing CaO, said alloy mixture preferably being encapsulated in a closed container, said container preferably being placed in the middle of the melting furnace, c) heating the interior of the melting furnace to a temperature of 600 K, d) regulating the energy supply to the melting furnace so that the temperature is increased to 900 -1000 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size, whereby a ferroalloy containing the carbide-forming substance is formed in the alloy mixture, e) melting the batch to produce a steel containing a large amount of the charged carbide-forming substance.

Det har visat sig att kombinationen av ovanstående steg i överraskande grad reducerar förångningen av det karbidbildande ämnet (X) från smältchargen och därigenom förlusten av det karbidbildande ämnet till ångfasen, eftersom det karbidbildande ämnet genom en serie reaktioner direkt legeras in i stålet. 10 15 20 25 30 35 I en föredragen utföiingsforrn som hänför sig till molybden som det karbidbildande ämnet genererar en serie reaktioner i blandningen av MoO3 och syreinnehållande material, t.ex. CaO eller glödskal, Fe2MoO4 eller CaMoO4 (ferromolybdenlegering) i smältchargen och molybdenet legeras in i stålet.It has been found that the combination of the above steps surprisingly reduces the evaporation of the carbide-forming substance (X) from the molten charge and thereby the loss of the carbide-forming substance to the vapor phase, since the carbide-forming substance is directly alloyed into the steel by a series of reactions. In a preferred embodiment relating to molybdenum as the carbide-forming substance, it generates a series of reactions in the mixture of MoO 3 and oxygen-containing materials, e.g. CaO or scale, Fe2MoO4 or CaMoO4 (ferromolybdenum alloy) in the molten charge and the molybdenum are alloyed into the steel.

Mekanismen bakom detta är de lägre Gibbs-energiema för MXOn, föreningar med påföljande sänkning av ångtrycket såsom FeMoOn eller CaMoOn när referens till molybden görs. I det breda konceptet för uppfinningen betecknar M en metall eller ett alkalimetallämne såsom Fe, Ca, Mg, Ni, och X betecknar ett karbidbildande ämne såsom Mo, Cr, Ti, Nb, Zr, W etc. Dessutom är en reduktion av förlustema positiv för miljön, eftersom mängden karbidbildande ämnen som lakas ut från deponerat damm och slagg reduceras. Föreliggande uppfinning minimerar således förlusten av karbid- bildande ämnen till dammet och slaggen och är fördelaktig för miljön och törfarandets ekonomi vid framställning av legerad stålsmälta.The mechanism behind this is the lower Gibbs energies for MXOn, compounds with subsequent lowering of the vapor pressure such as FeMoOn or CaMoOn when reference is made to molybdenum. In the broad concept of the invention, M represents a metal or an alkali metal substance such as Fe, Ca, Mg, Ni, and X represents a carbide-forming substance such as Mo, Cr, Ti, Nb, Zr, W, etc. In addition, a reduction of the losses is positive for the environment, as the amount of carbide-forming substances leached from deposited dust and slag is reduced. The present invention thus minimizes the loss of carbide-forming substances to the dust and slag and is beneficial to the environment and the economy of the drying process in the production of alloy steel melt.

För att uppnå de önskade reduktionsreaktionerna blandas med fördel molybdit, kol, glödskal och/eller slaggbildare innan de chargeras i behållaren.To achieve the desired reduction reactions, molybdite, carbon, scale and / or slag former are advantageously mixed before being charged into the container.

För att uppnå en önskad halt av ca 1% molybden i stålsmältan, ligger mängden stålskrot vanligeni storleksordningen sextio (60) gånger molybditmängden.To achieve a desired content of about 1% molybdenum in the molten steel, the amount of scrap metal is usually in the order of sixty (60) times the amount of molybdite.

Smältningen av chargen utförs lämpligen i en ljusbågsugn eller induktionsugn, men uppﬁnningen skall inte begränsas till detta. Det skall inses att uppﬁnningens grund- läggande principer kan appliceras i samband med vilken smältugn som helst som använder jämbaserat råmaterial såsom stålskrot och järngranulat. Avseende smältning av stålskrot kan uppfinningen tillämpas i samband med vilken smältugri som helst som använder skrot som råmaterial.The melting of the charge is suitably carried out in an arc furnace or induction furnace, but the thinning should not be limited thereto. It should be understood that the basic principles of the invention can be applied in connection with any smelting furnace which uses iron-based raw materials such as scrap steel and iron granules. With regard to smelting of scrap steel, the invention can be applied in connection with any smelting mill that uses scrap as a raw material.

Den tid som krävs för de kemiska reaktioner som sker under förfarandet är i ungefärligt förhållande i motsatt proportion till partikelstorleken på de inblandade ingrediensema, nämligen glödskal, kol och molybdit. För att skapa optimala processförhållanden skall partikelstorlekama därför vara så små som möjligt för att erbjuda goda blandnings- egenskaper och en stor reaktiv ytarea, varigenom den tid som krävs för att de kemiska reaktionerna skall fullbordas reduceras. Det skall emellertid inses att uppehållstiden måste anpassas till de faktiska partikelstorlekarria så att uppehållstiden vid de speciﬁce- rade temperaturintervallen är tillräcklig för att den kemiska reaktionen skall kunna äga rum i tillräcklig grad. 10 15 20 25 30 35 Molybditen har lämpligen en partikelstorlek som är väsentli gt mindre än 1 mm, företrädesvis föíeligger den i form av ﬁna pulverkom. Molybditens idealiska partikel- storlek bör vara i intervallet 0,1 -1 ,0 mm.The time required for the chemical reactions that take place during the process is approximately in proportion to the particle size of the ingredients involved, namely scale, carbon and molybdite. In order to create optimal process conditions, the particle sizes must therefore be as small as possible in order to offer good mixing properties and a large reactive surface area, thereby reducing the time required for the chemical reactions to be completed. However, it should be appreciated that the residence time must be adapted to the actual particle size curries so that the residence time at the specified temperature ranges is sufficient for the chemical reaction to take place to a sufficient degree. The molybdite suitably has a particle size which is substantially less than 1 mm, preferably it is in the form of a powder bowl. The ideal particle size of the molybdite should be in the range 0.1 -1, 0 mm.

På liknande sätt har glödskalet med fördel en liten partikelstorlek, företrädesvis väsentligt mindre än 10 cm. Utförda tester har visat att glödskal med en partikelstorlek av max 3 cm är överlägset glödskal med en partikelstorlek av 1-7 cm. Glödskal i fonn av pulver antas ge ännu bättre processvillkor men det måste fortfarande utvärderas. Det skall emellertid inses att glödskal kan användas i den fomi och storlekar som de blir till i smidesverket. Eftersom glödskal är poröst erbjuder det dessutom en stor reaktiv area och blandar sig relativt bra med kol och molybdit, speciellt om dessa ingredienser är i pulverform. Den mängd glödskal som krävs bör vara den samma som den stökiomet- riska mängd som behövs för bildandet av F e2MoO4.Similarly, the scale has advantageously a small particle size, preferably substantially less than 10 cm. Tests performed have shown that embers with a particle size of max. 3 cm are superior to embers with a particle size of 1-7 cm. Powder shells are assumed to provide even better process conditions but it still needs to be evaluated. It should be understood, however, that embers can be used in the shape and sizes that they become in the forging plant. In addition, because the scale is porous, it offers a large reactive area and mixes relatively well with carbon and molybdite, especially if these ingredients are in powder form. The amount of scale required should be the same as the stoichiometric amount required for the formation of F e2MoO4.

På liknande sätt har det disponibla kolet en partikelstorlek som är mindre än 10 mm.Similarly, the available carbon has a particle size of less than 10 mm.

Kolpartikelstorleken kan till och med vara mindre än 5 mm. Under tester har kol med en partikelstorlek av huvudsakligen O,3-l cm använts med framgångsrika resultat. På villkor att molybdit och glödskal används med ännu mindre partikelstorlekar, t.ex. i pulverform, förutsätts det att kolets partikelstorlek skall ligga i samma område. Den kolmängd som krävs bör ligga i intervallet 15-25% av mängden blandning (glödskal-tCi-MoOg). Denna kolmängd bör täcka både reduktionen av MoO3+FeOx och den förväntade reoxidationen av kol under skrotsmältning.The carbon particle size can even be less than 5 mm. During tests, carbon with a particle size of mainly 0.3-1 cm has been used with successful results. Provided that molybdite and embers are used with even smaller particle sizes, e.g. in powder form, it is assumed that the particle size of the carbon should be in the same range. The amount of carbon required should be in the range of 15-25% of the amount of mixture (shell-tCi-MoOg). This amount of carbon should cover both the reduction of MoO3 + FeOx and the expected reoxidation of carbon during scrap smelting.

På liknande sätt har den CaO som eventuellt används för slaggbildande företrädesvis en partikelstorlek på mindre än 10 cm. Under tester har CaO med partikelstorlekar av huvudsakligen 1-2 cm använts med framgång. Mest föredraget skall CaO i pulverforrn användas.Similarly, the CaO optionally used for slag formation preferably has a particle size of less than 10 cm. During tests, CaO with particle sizes of mainly 1-2 cm has been used successfully. Most preferably, CaO in powder form should be used.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att erbjuda en ny tillsats för användning vid framställning av en stålsmälta innehållande karbidbildande element.Another object of the present invention is to provide a novel additive for use in the manufacture of a steel melt containing carbide-forming elements.

Det syñet uppnås genom att tillsatsen utgörs av en blandning innefattande partikel- fonnat mineral innehållande ett karbidbildande ämne och kol och dessutom antingen glödskal eller åtminstone en slaggbildare eller båda. Mängden glödskal är företrädesvis ungefär samma som mängden partikelformigt mineral innehållande det karbidbildande ämnet, och lämpligen har mineralet en partikelstorlek som är huvudsakligen mindre än 10 15 20 25 30 350 1 mm och glödskalet en partikelstorlek som är mindre än 10 mm, företrädesvis max ca 3 cm. Mest föredraget föreligger det partikelformade mineralet och glödskalet i form av ett ﬁnt pulver. När hänvisning görs till molybden, består det partikelformade mineralet väsentligen av molybdit, MoOg, och används för beredning av Fe2MoO4 i en smältugn under tillverkningen av en molydenlegerad stålsmälta. sÄTT ATT UTövA UPPFINNTNGEN Vid framställning av stålsmältor, och speciellt med hänvisning till molybden, utförs legering med molybden till stålbadet normalt med tillsats av ferromolybdenlegering. Av ekonomiska skäl har det föreslagits att ersätta ferromolybdenlegeringen med molybden- oxid (MoOg). Den huvudsakliga nackdelen för den direkta tillsatsen av MoOg i en ljusbågsugn har emellertid varit förångningen av MoOg, som har ett högt ångtryck vid ståltillverkningstemperaturer och resulterar i höga molybdenförluster på upp till ca 7% i utblåsningsdammet.That visibility is achieved by the additive consisting of a mixture comprising particulate mineral containing a carbide-forming substance and carbon and in addition either a scale or at least a slag former or both. The amount of scale is preferably about the same as the amount of particulate mineral containing the carbide-forming substance, and preferably the mineral has a particle size which is substantially less than 350 mm and the scale has a particle size of less than 10 mm, preferably a maximum of about 3 cm. . Most preferably, the particulate mineral and the scale are in the form of a powder. When reference is made to molybdenum, the particulate mineral consists essentially of molybdite, MoOg, and is used for the preparation of Fe2MoO4 in a melting furnace during the manufacture of a molybdenum alloy steel melt. METHOD OF PRACTICE THE INVENTION In the production of steel melts, and especially with reference to molybdenum, alloying with molybdenum to the steel bath is normally carried out with the addition of ferromolybdenum alloy. For economic reasons, it has been proposed to replace the ferromolybdenum alloy with molybdenum oxide (MoOg). However, the main disadvantage of the direct addition of MoOg in an arc furnace has been the evaporation of MoOg, which has a high vapor pressure at steelmaking temperatures and results in high molybdenum losses of up to about 7% in the exhaust dust.

När man framställer en molybdenlegerad stålsmälta enligt föreliggande uppfinning, där molybdenkällan är molybdit, ett mineral som huvudsakligen består av MoOg, tillämpas följande förfarandesteg: a) chargering av en smältugn med stålskrot, och b) chargering av smältugnen med en mängd av en legeringsblandning innehållande partikelfonnig molybdit och kol och, dessutom, glödskal och/eller CaO eller annan slaggbildare innehållande CaO, varvid nänmda legeringsblandning företrädesvis är inkapslad i en sluten behållare, c) uppvärmning av smältugnens inre till en temperatur av 600 K, d) reglering av energitillförseln till smältugnen så att temperaturen ökas till 900 K under en tidsperiod som anpassas till mängden legeringsblandning och dess partikelstorlek, varigenom ferromolybden bildas i legeringsblandningen, e) smältning av chargen för att framställa en stålsmälta innehållande molybden.When preparing a molybdenum alloy steel melt according to the present invention, wherein the molybdenum source is molybdite, a mineral consisting mainly of MoO 2, the following process steps are applied: a) charging a smelting furnace with steel scrap, and b) charging the smelting furnace with an amount of a particulate alloy mixture containing molybdite and carbon and, in addition, embers and / or CaO or other slag formers containing CaO, said alloy mixture being preferably encapsulated in a closed container, c) heating the interior of the melting furnace to a temperature of 600 K, d) regulating the energy supply to the melting furnace so increasing the temperature to 900 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size, thereby forming the ferromolybdenum in the alloy mixture, e) melting the batch to produce a steel melt containing molybdenum.

Kombinationen av ovanstående steg reducerar förångningen av MoOg från smältchargen och därigenom förlusten av MoO3 till ångfasen, så att genom en serie av reaktioner Fe2MoO4 och CaMoO4 bildas i smältchargen och molybdenet legeras in i stålet.The combination of the above steps reduces the evaporation of MoOg from the molten charge and thereby the loss of MoO3 to the vapor phase, so that through a series of reactions Fe2MoO4 and CaMoO4 are formed in the molten charge and the molybdenum is alloyed into the steel.

Mekanismen bakom detta är de lägre Gibbs-energierna hos FeMoOX-föreningar med den påföljande sänkningen av ångtryck. Dessutom är en reduktion av förlusterna positiv för miljön, eftersom mängden molybden som urlakas från deponerat damm och slag reduceras. Föreliggande uppﬁnning minimerar således molybdenförlusten till dammet och slaggen och är fördelaktig för miljön och förfarandets ekonomi för framställning av 10 l5 20 25 30 35 en molybdenlegerad stålsmälta. Det är uppenbart att samma slags fördelar kan uppnås även i förhållande till andra karbidbildande element, såsom niob, vanadin, titan, molybden, krom och volfram.The mechanism behind this is the lower Gibbs energies of FeMoOX compounds with the subsequent lowering of vapor pressure. In addition, a reduction in losses is positive for the environment, as the amount of molybdenum leached from deposited dust and impact is reduced. The present invention thus minimizes the loss of molybdenum to the dust and slag and is beneficial to the environment and the economy of the process for producing a molybdenum alloy steel melt. It is obvious that the same kind of advantages can be achieved also in relation to other carbide-forming elements, such as niobium, vanadium, titanium, molybdenum, chromium and tungsten.

För att uppnå de önskade reduktionsreaktionerna blandas med fördel molybdit, kol, och eventuellt glödskal och/eller CaO eller annan slaggbildare innan de chargeras i stålbehållaren. Mindre partikelstorlekar antas vara fördelaktiga, varigenom ingredienserna företrädesvis skall vara så små som möjligt, företrädesvis i pulverfonn.In order to achieve the desired reduction reactions, molybdite, carbon, and possibly embers and / or CaO or other slag former are advantageously mixed before they are charged into the steel container. Smaller particle sizes are believed to be advantageous, whereby the ingredients should preferably be as small as possible, preferably in powder form.

De primära kemiska reaktionerna som sker under uppvärmningen är: MOO3(pu1ve,) + C(5) = MOÛQCS) + Cøæas) ............................................................................ .. (l) MOO2(5) + 2C = MOwlﬂver) + Zcøæas) ................................................................................ .. (2) Andra betydande reaktioner som sker i behållaren är: C21Û(S) "l" M0O3(5) _> CaMOOA, ................................................................................. The primary chemical reactions that occur during heating are: MOO3 (pu1ve,) + C (5) = MOÛQCS) + Cøæas) ........................ .................................................. .. .. (l) MOO2 (5) + 2C = MOwl ﬂ ver) + Zcøæas) ............................... .................................................. (2) Other significant reactions that occur in the container are: C21Û (S) "l" MOO3 (5) _> CaMOOA, ...................... .................................................. .........

CaMoOiKS ) + 3C(5) = CaOß) + Moß) + 3CO(g) ............................................................... .. (4) Glödskal + QS) = FeOß) + COæ) ..................................................................................... .. (5) Glödskal + QS) = Fqs) + COQ) ........................................................................................ .. (6) MOOKS ) + 2FeO(S) = Fe2MoO4 (S) .................................................................................... .. (7) FegMoOqs) + 4C(S) = Fe2Mo(5 ) + 4CO(g) ........................................................................ .. (8) Såsom framgår av ovanstående kemiska reaktionsschema bildas ferromolybden i behållaren genom reaktionerna (l), (2), (3) och (4) när molybdit blandas med kol och kalciumoxid, och av reaktionerna (l), (2), (5), (6), (7) och (8) när molybdit blandas med kol och glödskal.CaMoOiKS) + 3C (5) = CaOß) + Moß) + 3CO (g) ................................ ............................... .. (4) Incandescent + QS) = FeOß) + COæ) .... .................................................. ............................... .. (5) Incandescent + QS) = Fqs) + COQ) .... .................................................. .................................. (6) MOOKS) + 2FeO (S) = Fe2MoO4 (S ) ................................................. ................................... .. (7) FegMoOqs) + 4C (S) = Fe2Mo ( 5) + 4CO (g) ........................................... .............................. (8) As shown in the above chemical reaction scheme, the ferromolybdenum is formed in the container by the reactions (1), (2), (3) and (4) when molybdite is mixed with carbon and calcium oxide, and of the reactions (1), (2), (5), (6), (7) and (8) when molybdite is mixed with carbon and embers.

Behållaren kan vara styv eller ﬂexibel, dvs. ett stålfat eller en stor påse (storsäck, super- säck) av exempelvis papper eller plast. Företrådesvis förblir behållaren intakt under uppvärmningen åtminstone till en temperatur som är tillräckligt hög för att Fe2MoO4 eller CaMoO4 skall bildas, dvs. vid ungefär 800-900 K, för att förhindra eller åtminstone minimera förlusten av molybden till slagg eller damm. Smältningen av chargen utförs lämpligen i en ljusbågsugn och, såsom kommer att beskrivas nedan, har bildandet av CaMoO4 och Fe2MoO4 observerats medelst röntgendiffraktion vid höga hö gtemperaturer i temperaturintervallet 773-873 K. Under efterföljande uppvärmning till högre temperaturer skall behållaren kollapsa och i stålsmältan frigöra den Fe2MoO4 eller CaMoO4 som bildats däri. 10 15 20 25 30 35 Enligt ett exempel chargeras en första mängd stålskrot i ljusbågsugnen. Den behållare som innehåller legeringsblandningen chargeras ovanpå den första mängden stålskrot, företrädesvis i mitten av smältugnen. En andra mängd stålskrot chargeras ovanpå behållaren och den första mängden stålskrot. När elektrisk kraft appliceras på ugnen, kommer behållaren att uppvärmas långsammare, eftersom den är placerad i mitten av ugnen, varigenom uppehållstiden i temperaturintervallet 600-900 K blir så lång som möjligt, vilket utgör en fördel. Vid normal utövning uppnås stålets smälttemperatur efter uppvärmning i l h och under den tiden har CaMoO4 och Fe2MoO4 framgångsrikt bildats i behållaren. Därför är en uppehållstid i storleksordningen upp till ca l h tillräcklig. Om legeringsblandningen har små partikelstorlekar, är en tillräcklig uppehållstid i tempera- turintervallet 600-900 K kortare, företrädesvis i intervallet 1-20 min.The container can be rigid or flexible, ie. a steel barrel or a large bag (large sack, super sack) made of, for example, paper or plastic. Preferably, the container remains intact during heating at least to a temperature high enough for Fe2MoO4 or CaMoO4 to be formed, i.e. at about 800-900 K, to prevent or at least minimize the loss of molybdenum to slag or dust. The melting of the batch is conveniently carried out in an arc furnace and, as will be described below, the formation of CaMoO4 and Fe2MoO4 has been observed by X-ray diffraction at high high temperatures in the temperature range 773-873 K. During subsequent heating to higher temperatures the container will collapse and in steel melt Fe2MoO4 or CaMoO4 formed therein. According to an example, a first quantity of scrap steel is charged in the arc furnace. The container containing the alloy mixture is charged on top of the first amount of scrap metal, preferably in the middle of the melting furnace. A second amount of scrap metal is charged on top of the container and the first amount of scrap metal. When electric power is applied to the furnace, the container will heat up more slowly, since it is located in the middle of the furnace, whereby the residence time in the temperature range 600-900 K becomes as long as possible, which is an advantage. During normal operation, the melting temperature of the steel is reached after heating for 1 hour, during which time CaMoO4 and Fe2MoO4 have been successfully formed in the container. Therefore, a residence time of the order of up to about 1 hour is sufficient. If the alloy mixture has small particle sizes, a sufficient residence time in the temperature range 600-900 K is shorter, preferably in the range 1-20 minutes.

Om en induktionsugn används för smältförfarandet, skall skrotstorlekama anpassas till frekvensen hos den aktuella smältugnen enligt den konventionella praxis som är känd av fackmän inom området. Enligt konventionell smältpraxis i en induktionsugn chargeras normalt skrot i stora storlekar upptill i ugnen och börjar smälta först, medan skrot i små storlekar chargeras i bottnen av induktionsugnen. Den första mängden stålskrot kan utgöras av låglegerat stålskrot i små storlekar, för det mesta tillskämings- avfall från stålplåt. Den andra mängden skrot innehåller ett första parti av skrot i små storlekar och ett andra parti av briketter eller hoppressad bilskrot. Mängden hoppressat bilskrot är lämpligen två gånger mängden skrot i små storlekar, och för att uppnå önskad halt av molybden i stålsmältan, är mängden stålskrot vanligen i storleksord- ningen 50-70 gånger, företrädesvis sextio (60) gånger mängden molybdit.If an induction furnace is used for the smelting process, the scrap sizes should be adapted to the frequency of the melting furnace in question according to the conventional practice known to those skilled in the art. According to conventional melting practice in an induction furnace, scrap in large sizes is normally charged at the top of the furnace and begins to melt first, while scrap in small sizes is charged in the bottom of the induction furnace. The first amount of steel scrap can consist of low-alloy steel scrap in small sizes, mostly cutting waste from sheet steel. The second set of scrap contains a first batch of scrap in small sizes and a second batch of briquettes or compressed car scrap. The amount of compressed car scrap is suitably twice the amount of scrap in small sizes, and to achieve the desired content of molybdenum in the steel melt, the amount of scrap metal is usually in the order of 50-70 times, preferably sixty (60) times the amount of molybdite.

I exemplet har molybditen en partikelstorlek av huvudsakligen mindre än 1 mm, medan det glödskal som skall blandas därmed har en partikelstorlek av huvudsakligen l-7 cm och används i en mängd så att mängden glödskal är ungefär samma som mängden molybdit. För att underlätta en noggrann tillblandning storlekssepareras glödskalet företrädesvis eller reduceras till en storlek, där det ﬂesta bitama är mindre än 3 cm.In the example, the molybdite has a particle size of substantially less than 1 mm, while the scale to be mixed therewith has a particle size of substantially 1-7 cm and is used in an amount such that the amount of scale is approximately the same as the amount of molybdite. To facilitate accurate mixing, the scale is preferably size separated or reduced to a size where most pieces are less than 3 cm.

Kolet har en partikelstorlek av huvudsakligen 0,3-l cm och föreligger i en sådan mängd att mängden kol ligger mellan en fjärdedel och hälften av mängden molybdit, och den CaO som används för slaggbildning har företrädesvis en partikelstorlek av huvudsakligen 1-2 cm. 10 15 20 25 EXEMPEL LABORATORIEFÖRSÖK De exempel som beskrivs nedan illustrerar mer i detalj några föredragna utförings- former av föreliggande uppﬁnningen. Först testades molybdenutbytet vid reduktion av några MoOg-blandningar i en induktionsugn i laboratorieförsök och resultaten speciﬁceras i Tabell I.The carbon has a particle size of substantially 0.3-1 cm and is present in such an amount that the amount of carbon is between a quarter and a half of the amount of molybdite, and the CaO used for slag formation preferably has a particle size of substantially 1-2 cm. EXAMPLES OF LABORATORY TESTS The examples described below illustrate in more detail some preferred embodiments of the present invention. First, the molybdenum yield was tested by reduction of some MoOg mixtures in an induction furnace in laboratory experiments and the results are specified in Table I.

Tabell I - Laboratorieresultat avseende Mo-utbyte i en induktionsugn med provvikter på 16 g och 500 g.Table I - Laboratory results regarding Mo exchange in an induction furnace with test weights of 16 g and 500 g.

Mo-utbyte för Bland- _ _ laboratorieförsök _ Sammansättning, v1kt-% _ ning nr v1kt-% 16 g prov 500 g prov M1 C - 16,9 %; glödskal - 42,8 %; MoO3- 40,3 % 96,0 97,7 M2 C - 20,0 %; MOO; - 80,0 % 93,3 93,0 M3 C - 15,3 %; MoOg - 61,0 %; CaO - 23,7 % 92,0 76,6 M1-blandningen syftade till att använda glödskal och MoOg för att bilda Fe2MoO4 med ytterligare reduktion av kol för att bilda F ezMo. Den rena substansen av Fe2MoO4 uppvisade det högsta molybdenutbytet (upp till 99%) under laboratorieförsök, men den direkta användningen av startingredienser (kallade FegMoOii-prekursorer) är mycket attraktivare med tanke på lägre materialkostnad.Mo-yield for Mixture _ _ Laboratory experiments _ Composition, w1kt% _ ning nr v1kt-% 16 g sample 500 g sample M1 C - 16,9%; scale - 42.8%; MoO3- 40.3% 96.0 97.7 M2 C - 20.0%; MOO; - 80.0% 93.3 93.0 M3 C - 15.3%; MoOg - 61.0%; CaO - 23.7% The 92.0 76.6 M1 mixture was intended to use scale and MoOg to form Fe2MoO4 with further reduction of carbon to form F ezMo. The pure substance of Fe2MoO4 showed the highest molybdenum yield (up to 99%) during laboratory experiments, but the direct use of starting ingredients (called FegMoOii precursors) is much more attractive given the lower material cost.

M2-blandningen utgör en stökiometrisk blandning av C och MoOg, som bör ge rent molybden eﬁer reduktion. Blandningen tjänar som en referens för att jämföra Mo- utbytet från olika blandningar och för att se inﬂytandet av andra oxider i blandningarna på MoOg-reduktion.The M2 mixture is a stoichiometric mixture of C and MoOg, which should give pure molybdenum or reduction. The mixture serves as a reference to compare the Mo yield of different mixtures and to see the surface ﬂ of other oxides in the mixtures on MoO 2 reduction.

M3-blandningen utformades för att åstadkomma omvandlingen av MOO; till CaMoO4 över 600°C före reduktionen av kol, vilken bör vara förmånli gare när det gäller snabb uppvärmning eller syrenärvaro i ett system. M3 -blandningen visade lägre Mo-utbyte än M1 och M2 i laboratoiieresultaten. 10 15 20 10 BEREDNING Av BLANDNING FÖR 3 ToNs FöRsÖK Särdragen för det utgångsingredienser som användes i blandningen visas I Tabell II _ nedan. Ett 10%-igt överskott av kol användes vid beredningen av blandningama för att kompensera för eventuell materialfórlust beroende på oxidation av luft under skrotuppvännning.The M3 mixture was designed to effect the conversion of MOO; to CaMoO4 above 600 ° C before the reduction of carbon, which should be more advantageous in terms of rapid heating or oxygen presence in a system. The M3 mixture showed lower Mo yield than M1 and M2 in the laboratory results. 10 15 20 10 PREPARATION OF MIXTURE FOR 3 TONE EXPERIMENTS The characteristics of the starting ingredients used in the mixture are shown in Table II below. A 10% excess of carbon was used in the preparation of the mixtures to compensate for any material loss due to oxidation of air during scrapping.

Tabell Il - Särdrag för utgångskomponenter som användes fór beredning av legeringsblandningar Material Kemisk sammansättning, vikt-% Komstorlek Glödskal FeO - 53,0; Fe2O3 - 38,7; Cr - 2,69; SiOz - 1,22 1-7 cm Kalk CaO - 94,4 1-2 cm Molybditmineral MoO3 - 93,0; SiOg - 6,91 (Mo - 60,46) < 1 mm Kol C - 99,3 0,3-1 cm Indomix Al2O3 - 41; CaO - 51; MgO - 8 0,5-1 cm Dolomet CaO - 58,5; MgO - 38,5 1-2 cm Alumet Al2O3 - 76; CaO - 5; MgO - 14,5 1-2 cm Indomix, Dolomet och Alumet är varumärken för marknadsfórda slaggbildare med ovan speciﬁcerade sammansättmngar. Alla dessa innehåller olika mängder CaO.Table II - Properties of starting components used for the preparation of alloy mixtures Material Chemical composition,% by weight Grain size Incandescent FeO - 53.0; Fe 2 O 3 - 38.7; Cr - 2.69; SiO 2 - 1.22 1-7 cm Lime CaO - 94.4 1-2 cm Molybdite mineral MoO 3 - 93.0; SiO 2 - 6.91 (Mo - 60.46) <1 mm Carbon C - 99.3 0.3-1 cm Indomix Al 2 O 3 - 41; CaO - 51; MgO - δ 0.5-1 cm Dolomet CaO - 58.5; MgO - 38.5 1-2 cm Alumet Al2O3 - 76; CaO - 5; MgO - 14.5 1-2 cm Indomix, Dolomet and Alumet are brands for marketed slag formers with the above-specified compositions. All of these contain different amounts of CaO.

Vägningen av komponentema i blandningarna utfördes på en balans med 1 kg detektionsgräns. Omblandningen gjordes i en rotationsmixer med en kapacitet av 75 kg. Det var inte möjligt att lägga alla utgångsmaterialen i mixern för en enda sats, utan komponenterna fór en blandning delades upp i två portioner. Ingen slipning eller arman storleksreduktion av utgångsmaterial genomfördes under denna undersökning. De försök som speciﬁceras i Tabell II, uppsamlades för smältoma nr M1 -H2, i motsats till de blandningar som användes i smälta nr M1-H1 och M1-H6, endast små bitar av glödskal (vanligen mindre än 3 cm) för att göra blandningen.The weighing of the components in the mixtures was performed on a balance with 1 kg detection limit. The mixing was done in a rotary mixer with a capacity of 75 kg. It was not possible to put all the starting materials in the mixer for a single batch, but the components for a mixture were divided into two portions. No grinding or other size reduction of starting materials was performed during this study. The experiments specified in Table II were collected for melts Nos. M1-H2, in contrast to the mixtures used in melts N1-H1 and M1-H6, only small pieces of scale (usually less than 3 cm) to make the mixture. .

Totalt bereddes sex portioner av legeringsblandningar för experimentfórsöken.A total of six portions of alloy mixtures were prepared for the experimental experiments.

Mängden utgångsmaterial som användes för experimentfórsöken visas i Tabell III. 10 15 20 25 11 Tabell III - Mängd utgångsmaterial som användes för experimentfórsök Blandningsmaterial, _ Skrot, kg Slaggbildare, kg Smälta kg nr Bil- Små Glöd Indo- Dolo- Alu- _ MoOg C CaO _ skrot bitar skal m1x met met M1-H1 2004 1023 52 49 22 0 25 4 M1-H2 1984 1022 51 50 22 0 25 4 0 M2-H3 1992 990 0 48.5 12.5 0 25 4 0 M2-H4 1994 989 0 48 12.5 0 25 4 0 M3-H5 1990 986 0 48 12.5 18 0 4 14 M1-H6 1970 1033 51 48 22 0 25 4 0 CHARGERINGSSEKVENS Innan man startade varje experiment, fóruppvärrndes ugnen beroende på återstående värme från en tidigare körning. Två typer av skrot användes: pressat bilskrot och skrot i små storlekar. Varje typ av skrot vägdes med en exakthet inom 1 kg före försöket.The amount of starting material used for the experimental experiments is shown in Table III. 10 15 20 25 11 Table III - Amount of starting material used for experimental experiments Mixture, _ Scrap, kg Slag former, kg Melt kg no Car- Small embers Indo- Dolo- Alu- _ MoOg C CaO _ scrap pieces shell m1x met met M1-H1 2004 1023 52 49 22 0 25 4 M1-H2 1984 1022 51 50 22 0 25 4 0 M2-H3 1992 990 0 48.5 12.5 0 25 4 0 M2-H4 1994 989 0 48 12.5 0 25 4 0 M3-H5 1990 986 0 48 12.5 18 0 4 14 M1-H6 1970 1033 51 48 22 0 25 4 0 CHARGING SEQUENCE Before starting each experiment, the oven was aggravated due to residual heat from a previous run. Two types of scrap were used: pressed car scrap and scrap in small sizes. Each type of scrap was weighed to the nearest 1 kg before the experiment.

Utgångsmängden metallskrot för varje smälta visas i Tabell III ovan.The initial amount of scrap metal for each melt is shown in Table III above.

Först fylldes ca 500 kg av skrot i små storlekar på i den tomma heta ugnen. Därefter hälldes legeringsblandningen i ett stålfat och täcktes med ett lock. Därefter placerades resten av skrotet i små storlekar över fatet och slutligen chargerades briketter av pressat bilskrot i ugnen.First, about 500 kg of scrap in small sizes was filled in the empty hot oven. Then the alloy mixture was poured into a steel barrel and covered with a lid. Then the rest of the scrap was placed in small sizes over the barrel and finally briquettes of pressed car scrap were charged in the oven.

VÄRMETILLFÖRSEL ocH PRovrAcNiNcsl-“ÖRFARANDE Efter att ugnen chargerats helt, applicerades effekten på en slinga upp till 2000 kWh.HEAT SUPPLY AND TEST PROVINCE “PROCEDURE After the oven was fully charged, the power was applied to a loop up to 2000 kWh.

När smältningen av skrot startade, sjönk effekten på grund av skrotsmältning. För att kompensera detta tillsattes nya portioner av pressat bilskrot i ugnen. Baserat på dynamiska effektobservationer fastslogs att smältningen av skrot började 30-40 min efter chargering av skrot i små storlekar. Detta innebär en uppvärrnningshastighet av upp till 35-50 K/min, som är 3-5 gånger högre än vid laboratorietörsök med 0,5 kg stål.When the smelting of scrap started, the effect decreased due to scrap melting. To compensate for this, new portions of pressed car scrap were added to the oven. Based on dynamic effect observations, it was determined that the melting of scrap began 30-40 minutes after charging scrap in small sizes. This means a heating speed of up to 35-50 K / min, which is 3-5 times higher than in laboratory tests with 0.5 kg of steel.

Samtidigt observerades en ansenlig låga, mest troligt beroende på utvecklandet av CO.At the same time, a significant low was observed, most likely due to the development of CO.

Detta observerades inte under uppvärmningar med samma skrot men utan tillsats av legeringsblandningar. ,1 10 15 20 25 12 Provtagningen av metall genomfördes med användning av standardmässig provtagare av slickepinnstyp. För den första smältan togs 4 prover, ett varje 4-6 min. Det visade sig av efterföljande kemiska analys att molybdenhalten i stålet var stabil och ändrade sig inte varken med tid eller tillsats av ferrokisel. Eﬂer den forsta smältan togs endast 2 prover av metall för varje smälta: ett första vid 1873 K och ett andra - efter tillsats av 10 kg ferrosilikon - vid 1943 K. Temperaturen på smältan kontrollerades med en CELOX® tennokorssensor. Det noterades att de ﬂesta prover som togs före kiseltillsatsen hade dålig kvalitet (ihålig metall), vilket resulterade i begränsade möjligheter till kemisk analys. Under undersökningen betraktades proverna vanligen efter tillsats av ferrokisel.This was not observed during heating with the same scrap but without the addition of alloy mixtures. The metal sampling was performed using standard lollipop type samplers. For the first melt, 4 samples were taken, one every 4-6 min. Subsequent chemical analysis showed that the molybdenum content of the steel was stable and did not change with time or with the addition of ferro-silicon. For the first melt, only 2 samples of metal were taken for each melt: a first at 1873 K and a second - after the addition of 10 kg of ferrosilicon - at 1943 K. The temperature of the melt was checked with a CELOX® tin cross sensor. It was noted that most samples taken before the silicon additive were of poor quality (hollow metal), which resulted in limited possibilities for chemical analysis. During the examination, the samples were usually considered after the addition of ferro-silicon.

Efter den kemiska analysen av proverna beräknades utbytet av molybden for varj e smälta. Eftersom det inte var möjligt att mäta mängden flytande stål efter varje försök, antogs utbytet av flytande metall från skrotet vara lika med 96% baserat på tidigare observationer. Under tidigare smältor observerades ett skrotutbyte i intervallet 95-98% för samma typ av skrot, och eftersom samma typ av skrot användes för varje smälta, antogs skrotutbytet vara ungefär detsamma. Skrotutbytesvärdet påverkar beräkningen av molybdenutbytet i den aktuella testen.After the chemical analysis of the samples, the yield of molybdenum for each melt was calculated. Since it was not possible to measure the amount of liquid steel after each experiment, the yield of liquid metal from the scrap was assumed to be equal to 96% based on previous observations. During previous melts, a scrap yield in the range of 95-98% was observed for the same type of scrap, and since the same type of scrap was used for each melt, the scrap yield was assumed to be approximately the same. The scrap exchange value affects the calculation of the molybdenum yield in the current test.

Resultatet av stålprovsanalys och beräkningar av molybdenutbyte visas i Tabell IV.The results of steel sample analysis and calculations of molybdenum yield are shown in Table IV.

Tabell IV - Resultat av stålprovsanalys och beräkningar av molybdenutbyte __ Metallsammansättning, vikt-% Beräknade parametrar Smalta _ o Mo-utbyte, nr Mo C Mn S1 Stal, kg Slagg, kg 0/ 0 M1-H1 0.9 0.065 0.17 0.13 2936 63.9 89.2 M1-H2 0.992 0.079 0.21 0.26 2922 60.8 95.9 M2-H3 0.94 0.083 0.2 0.15 2894 54.3 92.8 M2-H4 0.93 0.05 0.14 0.015 2891 65.3 92.6 M3-H5 0.93 0.046 0.14 0.002 2884 82.8 92.4 M1-H6 0.91 0.077 0.39 0.29 2917 52.4 91.5 Mängden ﬂytande metall beräknades baserat på medeltalet av metallutbyte fór sådana typer av skrot och ugn. Mängden ﬂytande slagg beräknades dessutom baserat på känd mängd CaO-tillsats och CaO-koncentration i den slutliga slaggen. Slaggsammansätt- ningarna visas i Tabell V. 10 15 20 25 13 Tabell V - Resultat av slagganalys for experimentfórsöken Smälta Slaggsammansättning, vikt-% nr CaO FeO MnO A120; SiOg MgO Cr2O3 MoO3 Ml-Hl 23.6 21.3 15.1 19.1 10 4.07 2.97 0.0623 M1-H2 24.8 18.2 14.4 18.2 11.5 5.05 1.87 0.057 M2-H3 27.8 14.7 13.1 18 13.5 5.77 3.12 00628 M2-H4 23.1 22.8 13.8 20.8 7.24 3.97 1.47 0.0817 M3-H5 24.2 22.6 13 19.5 7.49 7.18 2.05 0.0675 Ml-H6 28.8 11 12 15.9 15.9 7.77 2.32 0.074 RESULTAT OCH DISKUSSION För de flesta proverna är molybdenutbytet mycket nära laboratorieresultaten (Tabell IV). Kolhalten ligger i intervallet 0,05-0,08%, medan chargeringskolhalten var ungefär 0,072%. Detta innebär att en mindre avkolning inträffade under oxidationen. Alla blandningama hade också 10% mera kol, vilket antas konsumeras av ytterligare oxidation. Analysen av slaggsammansättningen visade att en bra rafﬁnering av fosfor kunde erhållas i alla smältoma, varvid halten FeO i slaggen utgör en indikator fór detta.Table IV - Results of steel sample analysis and calculations of molybdenum yield __ Metal composition,% by weight Calculated parameters Narrow _ o Mo yield, no. Mo C Mn S1 Steel, kg Slag, kg 0/0 M1-H1 0.9 0.065 0.17 0.13 2936 63.9 89.2 M1 -H2 0.992 0.079 0.21 0.26 2922 60.8 95.9 M2-H3 0.94 0.083 0.2 0.15 2894 54.3 92.8 M2-H4 0.93 0.05 0.14 0.015 2891 65.3 92.6 M3-H5 0.93 0.046 0.14 0.002 2884 82.8 92.4 M1-H6 0.91 0.077 0.39 0.29 2917 52.4 91.5 Quantities ﬂ surface metal was calculated based on the average metal yield for such types of scrap and furnace. The amount of surface slag was also calculated based on the known amount of CaO addition and CaO concentration in the final slag. The slag compositions are shown in Table V. Table 15 - Results of slag analysis for the experimental experiments Melt Slag composition, weight% no CaO FeO MnO A120; SiOg MgO Cr2O3 MoO3 Ml-Hl 23.6 21.3 15.1 19.1 10 4.07 2.97 0.0623 M1-H2 24.8 18.2 14.4 18.2 11.5 5.05 1.87 0.057 M2-H3 27.8 14.7 13.1 18 13.5 5.77 3.12 00628 M2-H4 23.1 22.8 13.8 20.8 7.24 3.97 1.47 0.0817 H5 24.2 22.6 13 19.5 7.49 7.18 2.05 0.0675 Ml-H6 28.8 11 12 15.9 15.9 7.77 2.32 0.074 RESULTS AND DISCUSSION For most samples, the molybdenum yield is very close to the laboratory results (Table IV). The carbon content is in the range 0.05-0.08%, while the charging carbon content was approximately 0.072%. This means that a minor carbonization occurred during the oxidation. All mixtures also had 10% more carbon, which is believed to be consumed by further oxidation. The analysis of the slag composition showed that a good refining of phosphorus could be obtained in all the melts, whereby the FeO content in the slag is an indicator of this.

Smälta Ml-H6 avvek emellertid från de andra i många avseenden och resultaten anses inte vara representativa för uppﬁnningen.Melt M1-H6, however, differed from the others in many respects and the results are not considered representative of the invention.

Beträffande molybden har de genomförda testema visat att det uppﬁnningsenliga förfarandet är i stånd till att ge ett mycket högt utbyte av molybden i stålet. Med en legeringsblandning innehållande en stökiometrisk blandning av molybdit, kol och glödskal kan molybdenhalten i stålet regleras genom anpassning av mängden legeringsblandning i proportion till den önskade halten av legeringsämnetoch utbytet.With regard to molybdenum, the tests carried out have shown that the inventive process is capable of giving a very high yield of molybdenum in the steel. With an alloy mixture containing a stoichiometric mixture of molybdite, carbon and scale, the molybdenum content of the steel can be controlled by adjusting the amount of alloy mixture in proportion to the desired content of the alloying substance and the yield.

Bland annat genom optimering av partikelstorlekar och uppehållstider kan sannolikt ett utbyte i området 99% liksom i laboratoriefórsöken erhållas med användning av ren substans av Fe2MoO4, speciellt när legeringsingredienser i pulverform används och blandas noggrant.Among other things, by optimizing particle sizes and residence times, a yield in the range of 99% as well as in the laboratory experiments can probably be obtained using pure substance of Fe2MoO4, especially when powdered alloying ingredients are used and mixed thoroughly.

Blandning av MoO3 + C Resultaten visar att molybdenutbytet för smälta M2-H3 var 92,8 och för M2-H4 92,6% och resultaten var reproducerbara. Molybdenutbytet av 93% stämmer också bra överens med det som erhölls vid laboratorietest, såsom visas i Tabell 1. Följaktligen kan molybdenutbytet med en blandning av MoO3 och kol nå 93%. 10 15 20 25 30 35 14 Blandning av MOO; + C + CaO Molybdenutbytet av smälta M3 -H5 är 92,4% och endast en smälta testades for denna blandning. Detta utbyte ligger nära laboratorieresultaten fór smältastorleken 16 g.Mixture of MoO3 + C The results show that the molybdenum yield for molten M2-H3 was 92.8 and for M2-H4 92.6% and the results were reproducible. The molybdenum yield of 93% also agrees well with that obtained in laboratory tests, as shown in Table 1. Consequently, the molybdenum yield with a mixture of MoO3 and carbon can reach 93%. 10 15 20 25 30 35 14 Mixture of MOO; + C + CaO The molybdenum yield of melt M3 -H5 is 92.4% and only one melt was tested for this mixture. This yield is close to the laboratory results for the melt size 16 g.

Molybdenutbytet i laboratorieresultaten för smältastorleken 0,5 kg var endast 78%, som måste anses som osäkert. Molybdenutbytet med en blandning av MoOg, C och CaO kan nå ett maximum av 92,4%.The molybdenum yield in the laboratory results for the melt size 0.5 kg was only 78%, which must be considered uncertain. The molybdenum yield with a mixture of MoOg, C and CaO can reach a maximum of 92.4%.

Blandning av MoOg + C + glödskal Beträffande denna blandning av MoO3 + C + glödskal testades tre smältor med en enda chargering av blandningssammansättning, och molybdenutbytena var mycket spridda.Mixture of MoOg + C + embers For this mixture of MoO3 + C + embers, three melts were tested with a single charge of mixture composition, and the molybdenum yields were very scattered.

Molybdenutbytet för smälta M1 var endast 89%, för M1-H2 var det 97% och för smälta M1-H6 var det 92%. De möjliga orsakerna till de spridda resultaten sammanfattas nedan: 1) Smälta M1-H1: Otillräcklig omröring av blandningen av MoOg + C + glödskal resulterar i ett lågt utbyte. Det låga utbytet för denna smälta orsakas troligen av dålig omröring på grund av överbelastning av mixer och partiell förlust av material när de ornrördes utan lock. 2) Smälta Ml-H2: Eftersom det antogs att glödskal i större storlek resulterari dålig omröring av glödskal med MoOg och kol i smälta M1-H2, var storleken på det glödskal som valdes mindre än vad som användes i smältoma M1-H1 och M1-H6.The molybdenum yield for melt M1 was only 89%, for M1-H2 it was 97% and for melt M1-H6 it was 92%. The possible causes of the scattered results are summarized below: 1) Melt M1-H1: Insufficient stirring of the mixture of MoOg + C + scale results in a low yield. The low yield of this melt is probably caused by poor agitation due to overload of mixers and partial loss of material when stirred without a lid. 2) Melt M1-H2: Since it was assumed that larger scale embers result in poor agitation of scale with MoO 2 and carbon in melt M1-H2, the size of the scale selected was smaller than that used in melts M1-H1 and M1- H6.

För smälta Ml-H2 togs huvudsakligen små delar (max. 3 cm) under beredningen av blandningen. För smältoma M1 -Hl och M1 -H6 var storleksfördelningen hos glödskalet sådan att en del av delarna var mer än 10 cm. Smälta M1 -H2 visar det bästa molybdenutbytet av 95,9%. När halten av MoOg, i slaggen betraktas, kan man se att förlusten av molybden till slaggen är den minsta för smälta M1 -H2, vilket stöder slutsatsen att glödskal i mindre storlekar ger bättre processvillkor. 3) Vägningsfelet från resten har visst inﬂytande på det beräknade molybdenutbytet.For melt M1-H2, mainly small portions (max. 3 cm) were taken during the preparation of the mixture. For melts M1 -H1 and M1 -H6, the size distribution of the scale was such that some of the parts were more than 10 cm. Melt M1 -H2 shows the best molybdenum yield of 95.9%. When the content of MoOg in the slag is considered, it can be seen that the loss of molybdenum to the slag is the smallest for molten M1 -H2, which supports the conclusion that embers in smaller sizes provide better process conditions. 3) The weighing error from the remainder has some effect on the calculated molybdenum yield.

Detektionsgränsen för resten som användes var 1 kg. Detta fel innebär ï2% osäkerhet avseende molybdenutbytet. 4) Även skrotutbytet kan påverka molybdenutbytet. En variation av 1% i skrotutbyte resulterar exempelvis i en variation i det beräknade molybdenutbytet av ca 0,9%. 10 15 20 25 30 35 15 Uppﬁnningen avser också ett förfarande för beredning av en ferrolegering, t.ex. MoO3, i en ugn innefattande stegen att: a) chargera smältugnen med en mängd av en legeringsblandning innehållande ett partikelformigt mineral innehållande ett karbidbildande ärrine och kol samt dessutom glödskal och/eller CaO eller annan slaggbildare innehållande CaO, varvid närrmda legeringsblandning företrädesvis är inkapslad i en sluten behållare, b) uppvärma ugnen till en temperatur av 700 K, c) reglera energitillförseln till ugnen så att temperaturen ökas till 900 K under en tidsperiod som anpassas till mängden legeringsblandning och dess partikelstorlek, Med nämnda forfarande kan fördelarna med uppfinningen nås även om ett partikel- formigt mineral innehållande ett karbidbildande ämne såsom molybdit används i ett separat förfarande för tillverkning av ferromolybden fór senare användning som en legeringsingrediens vid stålproduktion.The detection limit for the residue used was 1 kg. This error means ï2% uncertainty regarding the molybdenum yield. 4) The scrap exchange can also affect the molybdenum exchange. A variation of 1% in scrap yield results, for example, in a variation in the calculated molybdenum yield of about 0.9%. The invention also relates to a process for preparing a ferroalloy, e.g. MoO 3, in a furnace comprising the steps of: a) charging the melting furnace with an amount of an alloy mixture containing a particulate mineral containing a carbide-forming scar and carbon and furthermore coals and / or CaO or other slag former containing CaO, said alloy mixture preferably being encapsulated in a closed container, b) heating the furnace to a temperature of 700 K, c) regulating the energy supply to the furnace so that the temperature is increased to 900 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size. With said method the advantages of the invention can be achieved even if particulate mineral containing a carbide-forming substance such as molybdite is used in a separate process for the production of ferro-molybdenum for later use as an alloying ingredient in steel production.

INDUSTRIELL ANVÄNDBARHET Förfarandet enligt uppfinningen gör det möjligt att undvika de höga kostnadema vid användning av ferromolybden som legeringstillsatsmedel genom användning av mindre dyrbar mineralmolybdit vid framställning av en stålsmälta innehållande molybden från stålskrot. Det uppﬁnningsenliga förfarandet reducerar de ekonomiska och miljömässiga effekterna genom minimering av molybdenförluster till utblåsningsdamm och slagg.INDUSTRIAL APPLICABILITY The process according to the invention makes it possible to avoid the high costs of using ferrous molybdenum as an alloying additive by using less expensive mineral molybdite in the production of a steel melt containing molybdenum from scrap steel. The inventive procedure reduces the economic and environmental effects by minimizing molybdenum losses to exhaust dust and slag.

Dessutom gör uppfinningen det möjligt att öka mängden återvunnet glödskal, eftersom glödskal kan användas inte endast för fosforraffinering utan samtidigt som en ingrediens i en legeringsblandning som stabiliserar molybdit genom en serie reaktioner under tillverkningen av stålsmältan.In addition, the invention makes it possible to increase the amount of recycled scale, since scale can be used not only for phosphorus refining but at the same time as an ingredient in an alloy mixture which stabilizes molybdite through a series of reactions during the manufacture of the molten steel.

Såsom redan nämnts ovan är uppfinningen inte begränsad till ovan beskrivna exempel där molybden används utan kan med fördel användas i samband med ett antal karbid- bildande element. Exempelvis kan ett mineral innehållande vanadinoxid, V2O5, eller kromoxid, FeCr2O4, CrgOg, användas.As already mentioned above, the invention is not limited to the examples described above where molybdenum is used but can advantageously be used in connection with a number of carbide-forming elements. For example, a mineral containing vanadium oxide, V2O5, or chromium oxide, FeCr2O4, CrgOg, can be used.

Dessutom inser fackmannen att en del av de medel/steg som användes i ovan beskrivna exempel på inte något sätt är begränsande utan den fackman som har kunskap om uppﬁnningens grundläggande idéer kan hitta en variation som är i och för sig känd och/eller analoga medel/ steg för att erhålla fördelarna med uppfinningen utan att avvika från uppﬁnningstanken. 10 15 16 Det skall exempelvis inses att det uppﬁnningsenliga förfarandet kan användas fór smältprocesser fór tillverkning av ferrolegering (tex. ferromolybden) i ett separat förfarande som kan läggas till en stålsmälta fór legeringsändarnål.In addition, those skilled in the art will recognize that some of the means / steps employed in the examples described above are in no way limiting, but those skilled in the art having knowledge of the basic ideas of the invention may find a variation which is per se known and / or analogous means / steps to obtain the benefits of the invention without departing from the inventive concept. It will be appreciated, for example, that the inventive process may be used for melting processes for the manufacture of ferroalloy (eg, ferromolybdenum) in a separate process which may be added to a molten steel alloy end needle.

Uppﬁnningen kan appliceras på såväl oxiderande som reducerande smältfórfaranden i de reducerande förfarandena fór att justera legeringshalten av stålskrot.The invention can be applied to both oxidizing and reducing melting processes in the reducing processes for adjusting the alloy content of steel scrap.

Olika smältugnar kan användas, där legeringen bearbetas genom en uppvärmning från låg temperatur som ger en temperaturökning av legeringsblandningen i behållaren i intervallet 600-900 K under tillräcklig uppehållstid.Various melting furnaces can be used, where the alloy is processed by a heating from low temperature which gives a temperature increase of the alloy mixture in the container in the range 600-900 K for a sufficient residence time.

Legeringsblandningen kan chargeras i små behållare och deras form behöver inte vara kompakt, snarare kan en mer utspridd form vara fórdelaktig eftersom legeringsbland- i ningen kommer att genomvärmas snabbare, vilket ger bättre villkor fór fullbordandet av de kemiska reaktionerna.The alloy mixture can be charged in small containers and their shape does not have to be compact, rather a more dispersed shape can be advantageous because the alloy mixture will heat through faster, which provides better conditions for the completion of the chemical reactions.

Claims

1. 5! 10 15 20 25 30 35 17 REQUIREMENTS 1. b) A process for producing a steel melt containing carbide-forming substances from iron-based raw material and a mineral containing the carbide-forming substance, comprising the steps of: charging a melting furnace with iron-based raw material, charging the melting furnace with an amount of an alloy mixture containing a particulate mineral containing a carbide-forming substance and carbon and furthermore coals and / or CaO or other slag-forming agent containing CaO, said alloy mixture being preferably encapsulated in a closed container, said container preferably being placed in the middle of the molten furnace a temperature of 700 K, regulate the energy supply to the melting furnace so that the temperature is increased to 900 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size, whereby a ferroalloy containing the carbide-forming substance is formed in the alloy mixture. melt the charge to produce a steel containing a large amount of the charged carbide-forming substance. The method of claim 1, wherein said carbide-forming substance is molybdenum, charged in the form of molybdite, and said iron-based raw material is scrap steel and / or steel granules. A process according to claim 2, wherein molybdite forms the ferromolybdenum by a series of chemical reactions in the alloy mixture. The method of claim 2, further comprising mixing molybdite, carbon, scale and / or slag former before filling into a container. A method according to any one of claims 1-4, wherein the amount of scrap steel is in the order of 50-70 times, preferably about sixty (60) times, the amount of carbide-forming elements. A method according to any one of claims 1-5 comprising melting the batch in an arc furnace. A method according to any one of claims 1-6, wherein the heating of the melting furnace reaches 35-50 K / min. A method according to any one of claims 1-7, wherein the heating of the melting furnace between 600-900 K is about 1 hour. A method according to any one of claims 1-8, wherein the mineral containing the carbide-forming substance has a particle size which is substantially less than 1 mm, preferably the mineral is in powder form. A method according to any one of claims 1-9, wherein the scale has a particle size which is substantially less than 10 cm, preferably less than about 3 cm, and even more preferably it is in powder form. A method according to any one of claims 1-10, wherein the amount of scale is approximately the same as the amount of mineral containing the carbide-forming substance. A method according to any one of claims 1-10, wherein the carbon has a particle size which is substantially less than 10 cm, preferably less than about 1 cm, and even more preferably it is in powder form. A method according to any one of claims 1-11, wherein the amount of carbon is between a quarter and a half of the amount of mineral containing the carbide-forming substance. A process according to any one of claims 1-13, wherein CaO has a particle size of substantially less than 10 cm, preferably less than about 2 cm, and even more preferably it is in powder form. Steel alloy mixture comprising a particulate mineral containing a carbide-forming element, preferably molybdite, and carbon and in addition either a scale or at least a slag former containing CaO or both. A steel alloy mixture according to claim 15, wherein the amount of scale is approximately the same as the amount of carbide-forming elements. A steel alloy mixture according to claim 16, wherein the mineral containing the carbide-forming substance is molybdenum in the form of molybdite. Steel alloy mixture according to claim 17, wherein the molybdite has a particle size which is substantially less than 1 mm and the scale has a particle size which is substantially less than 10 cm, preferably less than 3 cm. A steel alloy mixture according to claim 18, wherein the molybdite and the scale are in powder form. Process for preparing a ferroalloy, e.g. Fe2MoO4, in a furnace using a particulate mineral containing a carbide-forming substance as a raw material, comprising the steps of: charging the furnace with an amount of an alloy mixture containing particulate mineral containing a carbide-forming substance and carbon and additionally scale and / or CaO or another slag former containing CaO, said alloy mixture preferably being encapsulated in a closed container, heating the furnace to a temperature of 700 K, regulating the energy supply to the furnace so that the temperature is increased to 900 K for a period of time adapted to the amount of alloy mixture and its particle size.