SU726178A1

SU726178A1 - Method of steel diffusion deoxidizing

Info

Publication number: SU726178A1
Application number: SU782657667A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Григорьевич Падалка; Александр Викторович Мищенко; Николай Александрович Цвященко; Юрий Александрович Коваленко; Виталий Иванович Карлюк; Леонид Яковлевич Еременко
Original assignee: Краматорский Завод Литья И Поковок; Научно-Производственное Объединение По Технологии Машиностроения "Цниитмаш"
Priority date: 1978-08-21
Filing date: 1978-08-21
Publication date: 1980-04-05

Description

Изобретение относится к производству металлов и может быть использовано при выплавке стали в плавильных агрегатах, например, дуговых электропечах.The invention relates to the production of metals and can be used in steelmaking in smelters, for example, electric arc furnaces.

Известны способы выплавки стали в дуговых электропечах [1}J2] , включаю- . ⁵щие диффузионное раскисление металла, которое основано на обработке шлака в печи раскислителями. В качестве основных раскислителей при этом используют кокс, ферросилиций, алюминий. Обработку шлака при диффузионном раскислении производят либо смесью указанных рас— кислителей, либо одним из них. Раскислители при этом используют в виде порошка, который присаживают на поверхность шлака в печи.Known methods of steelmaking in electric arc furnaces [1} J2], including. ⁵ diffusion deoxidation of metal, which is based on the treatment of slag in a furnace with deoxidizers. In this case, coke, ferrosilicon, and aluminum are used as the main deoxidants. Slag treatment during diffusion deoxidation is carried out either with a mixture of the indicated deoxidizers, or with one of them. In this case, deoxidizers are used in the form of a powder, which is deposited on the surface of the slag in a furnace.

Известен также способ [з], в котором для диффузионного раскисления использо' ван в качестве раскислителя порошкообj разный алюминий. Применение для диффузионного раскисления порошкообразных раскислителей обусловлено большой поверхностью контакта их со шлаком. ОднакоA method [h] is also known, in which powdered aluminum is used as a deoxidizing agent for diffusion deoxidation. The use of powder deoxidizers for diffusion deoxidation is due to their large contact surface with slag. However

Применение для раскисления шлака элементов с большим сродством к кислороду, например, алюминия, в порошкообразном виде приводит к значительному их угару в момент присадки в печь. При этом в атмосфере печи у рабочего окна происходит образование взвеси мельчайших частиц раскислителя, которая воспламеняется и сгорает с выбросами пламени и дыма. Кроме того, использование порошкообразных раскислителей приводит к тому, что в первую очередь раскисляются верхние слои шлака. Это связано с тем, что порошкообразные раскислители,. и в частности алюминий, не могут погружаться в шлак и частично сгорают при контакте с кислородом воздуха. Естественно, что эффективность использования алюминия при этом уменьшается.The use of elements with a high affinity for oxygen, for example, aluminum, for the deoxidation of slag in powder form leads to a significant waste of them at the moment of addition to the furnace. At the same time, in the atmosphere of the furnace near the working window, a suspension of the smallest deoxidant particles forms, which ignites and burns with the emission of flame and smoke. In addition, the use of powder deoxidizers leads to the fact that first of all, the upper layers of slag are deoxidized. This is due to the fact that powdered deoxidizers ,. and in particular aluminum, cannot be immersed in slag and partially burned out in contact with oxygen. Naturally, the efficiency of using aluminum is reduced.

Целью изобретения является повышение эффективности использования алюминия и улучшение качества стали.The aim of the invention is to increase the efficiency of use of aluminum and improve the quality of steel.

Для достижения указанной цели перед присадками алюминия шлак обрабатываютTo achieve this goal, before the additives of aluminum, the slag is processed

. к ³ углеродсодержашими материалами, например, отходами коксового производства коксовой щелочью, после чего вводят алюминцй в виде гранул с размером в прперечйом сечении 0,5-50 мм в количестве 0,3-15 кг/т стали.. to ³ carbon-containing materials, for example, waste from coke oven production with coke alkali, then aluminium is introduced in the form of granules with a cross-sectional size of 0.5-50 mm in an amount of 0.3-15 kg / t of steel.

Применение для диффузионного раскисления гранулированного алюминия приводит* к уменьшению его угара по двум причинам. Во-первых, за счет уменьшения поверхности контакта гранулированного алюминия с кислородом воздуха. При этом не могут образовываться легковое— пламеняюшиеся взвеси, которые, сгорая в возАухе, приводят к воспламенению более тяжелых фракций порошка. Во-вторых, использование гранулированного алюминия приведет при определенных условиях к'погружению гранул в шлак до крйницы шлак-металл. В этом случае в первую очередь будут раскисляться ближайшие к мётАллу слои шлака, что повысит эффективность использования алюминия. Кроме того, в этом случае возможно более глубокое раскисление металла, повышение его качества.The use of granular aluminum for diffusion deoxidation * leads to a decrease in its fumes for two reasons. Firstly, by reducing the contact surface of granular aluminum with atmospheric oxygen. At the same time, it cannot form a passenger — flaming suspensions, which, burning in air, lead to ignition of the heavier fractions of the powder. Secondly, the use of granular aluminum will, under certain conditions, lead to the immersion of granules in slag to the slag-metal core. In this case, the slag layers closest to metAll will be deoxidized first, which will increase the efficiency of using aluminum. In addition, in this case, a deeper deoxidation of the metal, an increase in its quality, is possible.

Такая направленность процесса раскисления шлака невозможна при использовании порошкообразных раскислителей, так как погружение твердого вещества 30 в жидкЬСть определяется не только разностью плотностей этого вещества и жидкости, но и поверхности свойствами ' этой Системы»Such an orientation of the slag deoxidation process is impossible when using powder deoxidizers, since the immersion of solid 30 in liquid is determined not only by the density difference between this substance and liquid, but also by the surface properties of 'this System'

Так, для погружения несмачиваюшегрся твердого, вещества сферической формы в жидкость в первую очередь необходимо выполнение условия:So, for immersion of a non-wettable solid, spherical substance into a liquid, it is first necessary to fulfill the condition:

где поверхностное натяжение жидкости, дин/см;where the surface tension of the liquid, dyne / cm;

Г* - радиус сферы твердого вещества, см;G * is the radius of the sphere of a solid, cm;

^{плсгг№с}ть твердого вещества, г/см³. ^{pls gg of} solid, g / cm ³ .

Длй'расчета минимального допустимого размера гранулы алюминия, которая' может преодолеть поверхностнеена— ' ' тяжение шлака можно использовать следующие данные: плотность твердого алюминия - 2,7 г/см³, поверхностное натяжение шлака 400 дин/см.In order to calculate the minimum allowable granule size of aluminum, which “can overcome superficial—” slag tension, the following data can be used: the density of solid aluminum is 2.7 g / cm ³ , and the surface tension of the slag is 400 dyne / cm.

Численное значение радиуса гранулы алюминия, при котором она не будет погружаться в шлак (даже при^юдьшей. плотности гранулы), находится'К’йрёделах 1 мм. Поверхностное натяжение шлаковThe numerical value of the radius of the granule of aluminum, at which it will not be immersed in slag (even at the highest density of the granule), is К K й riedely 1 mm. Surface slag tension

726178 4 может находиться в пределах 200-600 дин/см, поэтому минимальный размер гранулы принимает 0,5 мм. Вторым условием погружения твердого тела в жидкость, как известно, является положитель5 ная разность плотностей, твердого тела. · и жидкости:726178 4 can be in the range of 200-600 dyne / cm, so the minimum granule size is 0.5 mm. The second condition for immersion of a solid in a liquid, as is known, is a positive 5 difference in densities of a solid. · And liquids:

Рт_в-?_ж>0RT _in -? _w > 0

В связи с тем, что плотность алюминия в твердом состоянии равна 2,7 г/см³, а плотность жидкого шлака находится в пределах 2,5-3,5 г/см^? (в зависимости от состава шлака), второе условие погружения гранулированного алюминия в шлаках в ряде случаев не будет выполняться. Поэтому предлагается перед присадкой в печь алюминиевой дроби обрабатывать шлак углерод со держащими материалами, например,коксом. Предваригельная обработка шпака углеродсо— держащими материалами приводит 'к вспучиванию шлака и образованию шлаковой ²⁵ пены за счет образования пузырей СО . при протекании в шлаке реакций углерода с о кисла ми железа и марганца. Шлак при этом поднимается, т.е. резко увеличивается толщина слоя шлака, и эффективная плотность шлака ( ) умень- >Due to the fact that the density of aluminum in the solid state is 2.7 g / cm ³ and the density of liquid slag is in the range of 2.5-3.5 g / cm ^? (depending on the composition of the slag), the second condition for immersion of granular aluminum in the slag in some cases will not be fulfilled. Therefore, it is proposed to treat carbon slag with holding materials, for example, coke, before adding aluminum fraction to the furnace. Preliminary treatment of the tail with carbon-containing materials leads to swelling of the slag and the formation of slag ²⁵ foam due to the formation of CO bubbles. when carbon reactions with iron and manganese oxides occur in slag. Slag rises, i.e. the slag layer thickness increases sharply, and the effective slag density () decreases->

шается.Happens.

При присадке Гранулированного алюминия в момент значительного уменьшения эффективной плотности шлака будет Выпол— ³⁵ няться условие р > о^эср . Это значит, что гранулированный алюминий будет погружаться в шлак и тем самым будет повышаться эффективность использования алюминия и улучшаться качество стали за счет более глубокого раскисления. : |When the additive granulated aluminum when significant decrease of the effective density of the slag is performed ³⁵ nyatsya condition p> on the ^ESR. This means that granular aluminum will be immersed in slag and thereby increase the efficiency of aluminum use and improve the quality of steel due to deeper deoxidation. : |

Предлагаемый способ выплавки стали, в Электропечах осуществляется следующим образом.The proposed method of steel smelting in Electric furnaces is as follows.

Расплавленный в электропечи металл доводится до требуемого содержания’; · углерод а.^ Затем производится скачивание окислительного шлака и наводка рафинировочного. После расплавления рафиииро— явочного шлака в печь присаживается молотый кокс и делается выдержка в течение 5—15 мин. Последующее более глубокое раскисление шлака делается раскислителями, обладающими большим сходством к кислороду, чем у углерода. Такими раскислителями являются кремний, в виде ферросилиция и алюминий. Шлак может раскисляться либо одним из этих раскислителей, либо их смесью.The metal melted in the electric furnace is brought to the required content ’; · Carbon a. ^ Then oxidizing slag is downloaded and refined. After the raffia-slag-waste slag is melted, ground coke is added to the furnace and aged for 5-15 minutes. Subsequent deeper slag deoxidation is done by deoxidizers, which are more similar to oxygen than carbon. Such deoxidants are silicon, in the form of ferrosilicon and aluminum. Slag can be deoxidized either by one of these deoxidants, or a mixture thereof.

726178 6726178 6

При раздельной присадке ферросилиция и алюминия шлак вначале раскисляют присадками, ферросилиция, а затем присадками алюминия. Перед присадками алюминия шлак обрабатывают углерод содержа— 5 щими материалами, после чего присаживают алюминий в виде гранул с размерами 0,5-50 мм в Поперечном сечении. Количество присаживаемого алюминия зависит от марки выплавляемой стали 10 и находится в пределах 0,3-15 кг/т. Нижний предел рекомендуется для сталей, остаточное содержание алюминия в которых не должно превышать 0,02%, верхний предел для сталей, легированных алюмйь- ¹⁵маем.With a separate additive of ferrosilicon and aluminum, the slag is first deoxidized with additives, ferrosilicon, and then with aluminum additives. Before aluminum additives, the slag is treated with carbon containing 5 materials, after which aluminum is added in the form of granules with sizes of 0.5-50 mm in the Cross section. The amount of aluminum seated depends on the grade of smelted steel 10 and is in the range of 0.3-15 kg / t. The lower limit is recommended for steels whose residual aluminum content should not exceed 0.02%, the upper limit for steels alloyed with aluminum is ¹⁵ May.

Проведение опытных плавок в условиях электросталеплавильного цеха завода ЛиП показало, что использование гранулированного алюминия по данному способу поз- 20 воляет снизить окисленность конечных рафинированных шлаков на 10-15% (относительно). ‘Conducting pilot melts in the conditions of the electric steel-smelting shop of the LiP plant showed that the use of granulated aluminum by this method allows one to reduce the oxidation of the final refined slag by 10-15% (relative). ‘

Claims

The invention relates to the production of metals and can be used in the smelting of steel in smelters, for example, electric arc furnaces. There are known methods for steel smelting in digesters of electric furnaces of I.Sh., including diffusional deoxidation of metal, which is based on the treatment of slag in a furnace with deoxidizing agents. In this case, coke, fe are used as the main deoxidizers; Rosilicium, aluminum. Slag treatment during diffusion deoxidation is carried out either with a mixture of the indicated oxidizing agents, or with one of them. At the same time, scavengers are used in the form of a powder, which is placed on the slag surface in a furnace. There is also a known method, in which powdered aluminum is used as a deoxidizing agent for diffusion deoxidation. The use for diffusive deoxidation of powdered deoxidizing agents is due to their large surface contact with the slag. However, the use of deoxidation of slag of electroplating agents with a high affinity for oxygen, for example, aluminum, in powder form, leads to a considerable loss of them at the time of addition to the furnace. At the same time, in the furnace atmosphere at the working window, the formation of a suspension of the smallest deoxidizing particles occurs, which ignites and burns with emissions of flame and smoke. In addition, the use of powdered deoxidizing agents leads to the fact that the upper layers of the slag are first deoxidized. This is due to the fact that powdered deoxidizing agents, in particular aluminum, cannot be submerged in the slag and partially burned upon contact with atmospheric oxygen. Naturally, the efficiency of using aluminum decreases. The aim of the invention is to increase the efficiency of use and improve the quality of steel. To achieve the specified proportion before the additives, aluminum slag is treated with coal and other materials, for example, coke alkaline waste from coke production, which is introduced in the View of granules with a size of 0 in cross section, 5-50 mm in the amount of 0.3-15 kg / ton of steel.,. Application for diffusion of granular aluminum leads to yMelibiueiffl of its sinter for two reasons, EU, firstly, due to the reduction of the contact amount of the tash of the grain of the contact of the granuli of the 14) alumina of oxygen with the air of the burner. At the same time, they could not form the lenses of the 88 causes the heavier fractions of the powder to ignite. Secondly, the use of granulated fibers is a priority for certain conditions to be placed in the slag in the tfrSfraitbi slag-metal. In this case, first of all, the nearest layers of slag will be deoxidized, will increase the effective efficiency of the Kryum TOGO, in which case the metal can be more deeply oxidized and its quality will increase. Such a focus of slag solubilization is impossible when using powdered deoxidizers, since ak immersion of a solid substance into the fuel yyroed & substances of spherical form in Liquid first of all it is necessary No. 1 Irnenyo conditions: 26. And "- .g; where b; -surface tension fluid. ; bones, din u - G - - - g - radius of the sphere of a solid substance., cm; -: -,.:: - Yyotnosti tveedog substance,. - - -. For ae fera mz Shaybnog Allowable size of aluminum granules, which can prejudice the slag I ° ° 5Ь2 5В1 the following Dani: density of solid aluminum - 2.7 g / cm, surface tension of slag 40b din / cm. The radius of the aluminum granule, at which it will not be immersed in the slag (even if the density of the granule is adherent), is ёIrShbl 1 mm. Byxexpiration of slags can be in the range of 200-600 dyn / cm, so the minimum granule size is 0.5 mm. The second condition for the immersion of a solid in a liquid is, as is well known, a positive difference in density, solid, and liquid: due to the fact that the density of aluminum in the solid state is 2.7 g / cm and the density of liquid ) slag is in the range of 2.5-3.5 g / cm (depending on the composition of the slag), the second condition for the immersion of granulated aluminum in PShaki in a number of cases will not increase. Therefore, it is proposed to treat slag carbon with containing materials, such as coke, before the addition of an aluminum shotgun to the furnace. The pretreatment of slag with carbon-containing mats leads to the expansion of slag and the formation of slag foam due to the formation of CO bubbles when carbon and manganese oxides flow in the slag. The slag is raised at the same time. The slag layer thickness increases dramatically, and the effective slag density (RJ) is clever. When the Granular Aluminum is added, at the moment of a significant decrease in the effective slag density, the condition p will be better. This means that the granulated aluminum will be reloaded into the slag and The most efficient use of aluminum will be to improve the quality of steel due to a deeper deoxidation: (The proposed method of steel smelting, in electric furnaces, is carried out as follows; the metal is brought to the required carbon coflepskiaH fi. Then the oxidizing slag is loaded and the refining guidance is fed. After the refining slag is melted, the ground coke is placed in the furnace and made decay into decay for 5-15 min. deformity to oxygen than carbon. Such deoxidizing agents are silicon, in the form of ferrosilicon, and aluminum. Slag can be deoxidized with either one of these deoxidizing agents or their mixture. With a separate additive of ferrosilicon and aluminum, the slag is first deoxidized with alkali, ferrosilicon, and then with aluminum. Before the additives, mini-slag is treated with surface-containing materials, after which aluminum is applied in the form of granules with dimensions of 0.5-50 mm in cross-section. The amount of aluminum to be squeezed depends on the grade of steel to be made and the types: it ranges from 0.3 to 15 kg / ton. The lower limit is recommended for steels, the residual content of aluminum in which should not be equal to 0.02%, the upper limit for steel alloyed by aluminum. Conducting pilot heats under the conditions of the electric-arc spitting workshop of the LIL plant showed that the use of granulated aluminum in this method is pos. It will reduce the oxidation of the final refined Slag by 1–15% (relative). 7 78 The invention method of diffusional decomposition of steel in smelting units, including the use of aluminum for deoxidation of slag, about tl and tea and the fact that, with the increase of efficiency of use and improvement of quality of steel, before the addition of aluminum, the slag is treated with carbon-containing materials after. Which introduced aluminum in the form of granules with a section of O, 5-50 mm in the amount of 0.3-15 kg / ton of steel. Sources of information taken into account in the examination 1. Sat. scientific papers Chel Binsk Polytechnic Institute 1975, N9 163, p. 74-79.

2. Journal Steel 1077, No. 8, p. 223-225.

3.Sb. scientific papers Chel Binsk Polytechnic Institute 1978, № 183, p. 74-79.