SU1765192A1

SU1765192A1 - Method for refining of metal

Info

Publication number: SU1765192A1
Application number: SU904827436A
Authority: SU
Inventors: Юрий Алексеевич Коваль; Борис Петрович Крикунов; Михаил Иванович Гасик; Александр Савельевич Гарченко; Борис Владимирович Солодовников; Александр Владимирович Тилинин; Геннадий Семенович Легостаев; Владимир Николаевич Щербина; Юрий Михайлович Неровный; Николай Иванович Попик
Original assignee: Украинский научно-исследовательский институт специальных сталей, сплавов и ферросплавов
Priority date: 1990-05-22
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1992-09-30

Abstract

Сущность: в процессе выпуска 60-80% металла его обрабатывают в ковше кислым рафинировочным шлаком с расходом 4-10 кг на 1 т металла. При выпуске остального количества металл обрабатывают основным шлаком, формируемым путем присадки в ковш основных шлакообразующих материалов на основе извести с расходом 8-20 кг на 1 т металла, после чего осуществл ют ваку- умирование с присадкой в вакуум-камеру дополнительно основных известьсодержа- щих шлакообразующих флюсов в количестве 5-12 кг на 1 т металла.Essence: in the process of production of 60-80% of metal, it is treated in a ladle with an acid refining slag with a consumption of 4-10 kg per 1 ton of metal. With the release of the remaining amount, the metal is treated with basic slag formed by the addition of basic lime-based slag-forming materials to the ladle with a consumption of 8–20 kg per 1 ton of metal, after which vacuuming of the additional lime-containing slag-forming materials is carried out with an additive into the vacuum chamber. fluxes in the amount of 5-12 kg per 1 ton of metal.

Description

Изобретение относитс к черной металлургии , а именно к методам внепечного рафинировани металла.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the methods of secondary refining of metal.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс способ обработки стали, в соответствии с которым сталь перед вакуу- мированием с одновременной обработкой в столбе шлака обрабатывают кислым шлаком ,The closest to the technical essence and the achieved effect to the proposed method is the treatment of steel, in accordance with which the steel is treated with acidic slag before vacuumization with simultaneous treatment in the slag column

Известный способ позвол ет получить высокую чистоту металла по включени м. Первоначальна обработка металла кислым шлаком способствует формированию в металле включений на основе кремнезема. При дальнейшей обработке в столбе синтетического шлака эти включени полностью ассимилируютс этим шлаком вследствие высокой взаимной смачиваемости и большой поглотительной способности столба рафинировочного шлака.The known method makes it possible to obtain a high purity of the metal according to the inclusions. The initial treatment of the metal with acidic slag contributes to the formation of inclusions in the metal based on silica. Upon further processing in the column of synthetic slag, these inclusions are completely assimilated by this slag due to the high mutual wettability and high absorption capacity of the column of refining slag.

Недостатками способа вл ютс необходимость использовани дорогосто щего расплавленного шлака, задействование двух ковшей одновременно, сложность в исполнении способа и отсутствие возможности регулировани степени затрат на рафинирование, т.к. способ осуществл етс простым переливом металла из ковша в ковш. При этом вакуумна обработка носит ограниченный характер и не позвол ет обеспечить значительного снижени содержани кислорода в металле и, как следствие, загр зненности кислородсодержащими неметаллическими включени ми Более того, сильно развита поверхность контакта металла со шлаком способствует переходу в результате реакций восстановлени избыточного количества Са из шлака в металл, что вызывает в дальнейшем повышенную загр зненность металла единичными крупными глобул рными включени ми.The disadvantages of the method are the need to use expensive molten slag, the use of two ladles at the same time, the difficulty in the execution of the method and the inability to control the degree of refining costs, since The method is carried out by simply pouring metal from the ladle to the ladle. At the same time, the vacuum treatment is limited and does not allow for a significant decrease in the oxygen content in the metal and, as a result, contamination with oxygen-containing non-metallic inclusions. Moreover, the strongly developed metal contact surface with the slag contributes to the transition from the recovery of excess Ca from the slag. into the metal, which causes further increased contamination of the metal with single large globular inclusions.

юYu

Цель изобретени - снижение загр зненности металла включени ми.The purpose of the invention is to reduce metal contamination with inclusions.

Поставленна цель достигаетс тем, что по способу рафинировани металла, включающему последовательную обработку ме- талла кислым и основным шлаком, обработку металла в ковше твердыми шла- кообразующими материалами и вакуумиро- вание металла, в процессе выпуска металл в ковше обрабатывают кислым рафиниро- вочным шлаком в количестве 4-10 кг на 1 т металла, а после выпуска 60-80% металла - основным рафинировочным шлаком, формируемым путем присадки в ковш основного шлакообразующего материала на основе извести в количестве 8-20 кг на 1 т металла, после чего осуществл ют порционное или циркул ционное вакуумирование с обработкой металла в вакуум-камере присадкой основных известьсодержащих шлакообра- зующих материалов в количестве 5-12 кг на 1 т металла.The goal is achieved by the method of metal refining, which includes sequential processing of the metal with acidic and basic slag, metal processing in the bucket with solid slag-forming materials and metal evacuation, in the process of producing the metal in the bucket is treated with acidic refining slag in amount of 4-10 kg per 1 ton of metal, and after the release of 60-80% of the metal - the main refining slag formed by adding into the ladle the main slag-forming material based on lime in the amount of 8-20 kg per 1 ton of metal, The process of batch or circulation evacuation with metal treatment in a vacuum chamber with an additive of basic lime-containing slag-forming materials in the amount of 5-12 kg per 1 ton of metal.

Сущность способа заключаетс в следующем .The essence of the method is as follows.

Наиболее большой поглотительной способностью к неметаллическим включени м обладает шлак, имеющий пол рные свойства по отношению к включени м. Поэтому включени на основе кремнезема легко усваиваютс основным шлаком, и наоборот, основные включени легко и наиболее по- лно ассимилируютс кислым шлаком.Slag that has polar properties with respect to inclusions has the greatest absorption capacity for non-metallic inclusions. Therefore inclusions based on silica are easily absorbed by the main slag, and vice versa, the main inclusions are easily and most completely assimilated by acidic slag.

В соответствии с предлагаемым способом первоначально металл в процессе выпуска в ковше обрабатывают кислым рафинировочным шлаком, который может формироватьс как в печи, так и присадкой соответствующих шлакообразующих в ковш. Обработка кислым шлаком в количестве 4-10 кг/т металла полностью освобождает расплав от трудноудал емых включений на основе СаО и МдО. Эти включени в процессе выпуска ассимилируютс шлаком и этому способствует интенсивное перемешивание металла со шлаком за счет энергии падающей струи.In accordance with the proposed method, initially, the metal in the production process in the ladle is treated with an acid refining slag, which can be formed both in the furnace and with the addition of the corresponding slag-forming material in the ladle. The treatment with acidic slag in the amount of 4–10 kg / ton of metal completely liberates the melt from difficult-to-remove inclusions based on CaO and MgO. These inclusions are assimilated by the slag during the exhaust process and this is promoted by the intensive mixing of the metal with the slag due to the energy of the falling jet.

После выпуска 60-80% металла в ковш присаживают основные шлакообразующие материалы на основе извести в количестве 8-20 кг/т и таким образом перевод т кислый шлак, имеющийс в ковше, в основной. К этому моменту основна часть металла уже отрафинирована кислым шлаком и введение основных шлакообразующих после выпуска 60% металла не снижает рафинировочный эффект, тем более что плавление шлакообразующих происходит постепенно. Поэтому и основность шлака в ковше возрастает постепенно. Более ранн присадка основных шлакообразующихAfter the release of 60-80% of the metal, basic lime-based slag-forming materials in the amount of 8–20 kg / t are placed in the ladle and thus the acidic slag present in the ladle is converted into the basic. At this point, the main part of the metal is already refined with acidic slag and the introduction of the main slag-forming materials after the release of 60% of the metal does not reduce the refining effect, especially since the melting of the slag-forming occurs gradually. Therefore, the basicity of the slag in the ladle increases gradually. More early additive basic slag-forming

приводит к снижению рафинирующего эффекта шлака по отношению к неметаллическим включени м на основе СаО и МдО и увеличивает их содержание в металле.leads to a decrease in the refining effect of slag with respect to non-metallic inclusions based on CaO and MgO and increases their content in the metal.

Присадка основных шлакообразующих материалов после выпуска 80% металла в ковш не обеспечивает расплавление и усвоение этих материалов. При этом шлак отличаетс высокой гетерогенностью и соответственно снижаетс его сульфидна емкость.Additive basic slag-forming materials after the release of 80% of the metal in the ladle does not provide the melting and absorption of these materials. In this case, the slag is characterized by high heterogeneity and, accordingly, its sulphide capacity decreases.

Последние 20-40% металла, попада в ковш, обеспечивают расплавление и усреднение химического состава шлака. При этом ковшевой шлак становитс основным вследствие превалирующего количества основной составл ющей.The last 20-40% of the metal falling into the ladle, ensure the melting and averaging of the chemical composition of the slag. In this case, the bucket slag becomes main due to the prevailing amount of the main component.

При уменьшении количества кислого шлака в ковше менее 4 кг/т рафинировочный потенциал этого шлака быстро тер етс из-за насыщени его поглощаемости включени ми . А увеличение его более 1 кг/т нецелесообразно , т.к. увеличивает расход основных шлакообразующих на его нейтрализацию и перевод в основной шлак. Дополнительное введение шлакообразующих вызывает рост тепловых потерь на внепеч- ную обработку и требует дополнительного перегрева металла в печи.When the amount of acid slag in the ladle is less than 4 kg / ton, the refining potential of this slag is quickly lost due to saturation of its absorbance with inclusions. An increase of more than 1 kg / t is impractical, since increases the consumption of basic slag-forming agents for its neutralization and transfer to the main slag. Additional introduction of slag-forming agents causes an increase in heat losses for after-furnace treatment and requires additional overheating of the metal in the furnace.

При использовании основных шлакообразующих в количестве менее 8 кг/т металла не достигаетс перевод шлака в основной с достаточной сульфидной емкостью , в то же врем увеличение присаживаемых шлакообразующих более 20 кг/т приводит к высоким тепловым потер м и резкому загущению шлака, вызывает формирование его гетерогенной структуры и снижение рафинирующей способности.When using basic slag-forming agents in the amount of less than 8 kg / ton of metal, slag transfer to the main one with sufficient sulphide capacity is not achieved, while an increase in the slag-forming slag-forming elements of more than 20 kg / ton leads to high heat losses and sharp slag thickening, causes its formation structures and reduced refining ability.

В результате такой обработки в ковше формируетс металлический расплав с включени ми на основе кремнезема, на поверхности которого сформирован основной рафинировочный шлак, т.к. такой шлак формируетс в последний момент выпуска, то его рафинировочный потенциал остаетс нереализованным, соответственно не решен вопрос десульфурации металла.As a result of this treatment, a molten metal is formed in the ladle with inclusions based on silica, on the surface of which the main refining slag is formed, since Since such a slag is formed at the last moment of production, its refining potential remains unfulfilled, and the desulphurization of the metal is not solved accordingly.

Далее металл подвергаетс вакуумной обработке на порционном или циркул ционном вакууматоре. В результате обеспечиваетс дегазаци металла. В ходе рбработки на металл непосредственно в вакуум-камере присаживают основные известьсодержа- щие шлакообразующие материалы в количестве 6-12 кг/т, которые формируют на поверхности металла в вакуум-камере рафинировочный шлак. Проход через вакуум-камеру , порции металла контактируют с этим шлаком. При этом происходит ассимил ци The metal is further subjected to vacuum processing in a batch or circulating vacuum. As a result, metal degassing is provided. During the processing, the main lime-containing slag-forming materials are deposited on the metal directly in the vacuum chamber in an amount of 6–12 kg / t, which form refining slag on the metal surface in the vacuum chamber. The passage through the vacuum chamber, the portions of the metal in contact with this slag. When this happens assimili qi

включений кремнезема основным шлаком. Многократное прохождение металла через вакуум-камеру, которое могут обеспечить циркул ционный и порционный вакуумато- ры, обеспечивают практически полное удаление включений. Таким образом, обеспечиваетс высока частота металла по неметаллическим включени м. Одновременно с этим происходит глубока десуль- фураци металла, так как происходит его обработка основным шлаком в услови х ва- куума и снижаетс массова дол кислорода за счет перехода его в виде кислородсодержащих включений в шлак.silica inclusions basic slag. Repeated passage of metal through a vacuum chamber, which can be ensured by circulation and portion vacuum generators, ensures almost complete removal of inclusions. Thus, a high frequency of the metal over nonmetallic inclusions is ensured. At the same time, the metal desulphates deeply, as it is processed by the main slag under vacuum conditions and the mass fraction of oxygen decreases due to its transfer into the slag .

Процесс рафинировани металла от серы в вакуум-камере и состав формируемого на поверхности металла в ковше шлака ог- ранично взаимосв заны. Часть шлака в процессе обработки выноситс потоками металла из вакуум-камеры в ковш. Такой шлак в результате взаимодействи с метал- лом насыщен соединени ми серы. В случае, если в ковше сохранить кислый шлак, без его трансформации в конечный период выпуска в основной, то шлак из вакуум-камеры после его ассимил ции ковшевым шлаком будет ресульфуцироватьс , т.е. будет нивелироватьс эффект от десульфурацми металла в вакуум-камере,The process of refining metal from sulfur in a vacuum chamber and the composition of the slag formed on the metal surface in the ladle are interconnected. A portion of the slag during processing is carried by metal flows from the vacuum chamber to the ladle. Such a slag, as a result of interaction with the metal, is saturated with sulfur compounds. In case the acidic slag is retained in the ladle, without its transformation in the final period of release into the main one, the slag from the vacuum chamber after its assimilation by the ladle slag will be re-sulphurized, i.e. the effect of the desulfurized metal in the vacuum chamber will be leveled,

В предлагаемом способе перед ковшевого шлака в основной по ходу выпуска обеспечивает услови дл достижени глубокой десульфурации металла обработкой его основными шлакообразующими в вакууме . Основной потенциал ковшевого шлака обеспечивает устранение эффекта десуль- фурации.In the proposed method, in front of the ladle slag in the main during the production, it provides the conditions for achieving deep desulfurization of the metal by treating it with basic slag-forming materials in a vacuum. The main potential of the bucket slag ensures the elimination of the desulfurization effect.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает комплексное снижение загр зненности металла включени ми, т.е. не только кислородсодержащими (оксидами и глобул ми), но и сульфидными:Thus, the proposed method provides a comprehensive reduction of metal contamination with inclusions, i.e. not only oxygen-containing (oxides and globules), but also sulphide:

Использование при обработке металла в вакуум-камере основных шлакообразую- щих в количестве менее 5 кг/т приводит к снижению эффективности десульфурации расплава из-за малой сульфидной емкости шлака и ограничивает степень удалени кислородсодержащих включений вследствие быстрого выноса такого количества шлака из вакуум-камеры в ковш.The use of basic slag-forming agents in metal processing in a vacuum chamber in an amount of less than 5 kg / t reduces the efficiency of the melt desulfurization due to the low sulfide capacity of the slag and limits the degree of removal of oxygen-containing inclusions due to the rapid removal of this amount of slag from the vacuum chamber into the ladle. .

Увеличение количества шлакообразую- щих, присаживаемых в вакуум-камеру более 12 кг/т, нецелесообразно, т.к. это ухудшает услови вакуумной обработки, повышает тепловые потери и приводит к ухудшению стойкости вакуумкамеры без дополнительного роста степени десульфурации.The increase in the number of slag-forming, slanted into the vacuum chamber more than 12 kg / t, is impractical because This worsens the vacuum processing conditions, increases the heat loss and leads to a deterioration in the resistance of the vacuum chamber without an additional increase in the degree of desulfurization.

Предлагаемый способ отличаетс от известного тем, что в процессе выпуска металл в ковше обрабатывают кислым рафинировочным шлаком в количестве 4-10 кг/т, а после выпуска 60-80% металла - основным рафинировочным шлаком, формируемым путем присадки в ковш основных шлакообразующих материалов на основе извести в количестве 8-20 кг/т металла, после чего осуществл ют порционное или циркул ционное вакуумирование с обработкой металла в вакуум-камере присадкой основных известьсодержащих шлакообразующих материалов в количестве 5-12 кг/т металла.The proposed method differs from the well-known fact that in the production process the metal in the ladle is treated with acidic refining slag in the amount of 4-10 kg / t, and after the release of 60-80% of the metal - the main refining slag formed by the addition of basic slag-forming materials into the ladle lime in the amount of 8–20 kg / t of metal, after which batch or circulation evacuation is carried out with the metal treated in the vacuum chamber with an additive of basic lime-containing slag-forming materials in the amount of 5–12 kg / ton of metal.

Пример конкретного выполнени .An example of a specific implementation.

Предлагаемый способ опробован при выплавке подшипниковой стали в 100-т дуговых печах с последующим порционным вокуумированием. Формирование кислого шлака осуществл ли присадкой на дно ковша перед выпуском металла мелкодробленого кварцита. Печной шлак при выпуске металла отсеками, После выпуска 60-80% металла, количество которого контролировали по показани м крановых весов, в ковш из специального Бункера присахивалп основные шлакообразующие смзсь извести и шпата s соотношении 4:1, За счет такой при , СаОThe proposed method was tested in the smelting of bearing steel in 100-t arc furnaces, followed by batch wok-woven. The formation of acid slag was carried out with an additive to the bottom of the ladle before the release of the finely divided quartzite metal. After the release of 60-80% of metal, the amount of which was controlled by the crane scales, the 4: 1 ratio of lime and spar s were squeezed into a ladle from a special Bunker.

садки основность шлака (-ртд- измен SiU2cages slag basicity (-rtd-change SiU2

лась с 0,4-0,7 до 1,9-2,3,went from 0.4-0.7 to 1.9-2.3,

После выпуска плавки ковш с металлом передавалс на порционный вакууматор. В качестве основных шлакообразующих материалов использовали известково-глинозе- мистый флюс, который присаживали в вакуум-камеру равномерно в ходе всей вакуумной обработки.After the melt was released, the ladle with metal was transferred to the batch vacuum. The main slag-forming materials were lime-alumina flux, which was placed in a vacuum chamber evenly throughout the entire vacuum treatment.

Других изменений в технологию выплавки и внепечной обработки не вносили.Other changes in the technology of smelting and secondary treatment were not made.

Claims

Claims of Invention A method of refining a metal, including discharging smelting from a furnace, treating a metal with an acidic and basic slag, evacuating, characterized in that, in order to reduce metal contamination by nonmetallic inclusions, acidic refining slags with a flow rate of 4–10 kg / t, and with the release of the remaining amount of metal, a mixture of lime and fluorspar is introduced into the ladle in a 4: 1 ratio with a mixture flow rate of 8–20 kg / t, while in the vacuum chamber additionally introduce the main zvestkovo glinozemi--grained flux in an amount of 5-12 kg / t,