UA107546U

UA107546U - METHOD OF STEEL PRODUCTION

Info

Publication number: UA107546U
Application number: UAU201512834U
Authority: UA
Inventors: Олександр Сергійович Бродський; Сергій Евгенійович Поповченко; Віталій Федорович Лященко; Олег Юрійович Хейсон
Original assignee: Олександр Сергійович Бродський; Сергій Евгенійович Поповченко; Віталій Федорович Лященко; Олег Юрійович Хейсон
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2015-12-25
Publication date: 2016-06-10

Abstract

Спосіб виробництва сталі включає одержання напівпродукту в сталеплавильному агрегаті, випуск плавки в ківш, відсікання під час випуску пічного шлаку, присадку в ківш під час випуску плавки та при обробці плавки на агрегаті "піч-ківш" з продуванням аргоном твердої шлакоутворюючої суміші, що складається з вапна і розріджувальної добавки. Під час випуску плавки як розріджувальну добавку шлакоутворююча суміш містить доломіт полімінеральний фракції 20- в кількості 80-50 мас. % від маси вапна, а при обробці плавки - доломіт полімінеральний фракції 3-, який додатково включає оксид титану.A method of producing steel includes obtaining a by-product in a steelmaking unit, releasing melting into the ladle, cutting off during the furnace slag release, additiveing into the ladle during the melting process, and when processing the melting on the furnace ladle unit with blowing argon with a solid slag forming lime and diluent additives. During the production of melting as a diluent additive, the slag-forming mixture contains dolomite polymineral fraction 20- in the amount of 80-50 wt. % by weight of lime, and in the processing of melting - dolomite poly-mineral fraction 3-, which additionally includes titanium oxide.

Description

Корисна модель належить до чорної металургії, а саме - до способів виробництва сталі необхідного хімічного складу, зокрема за вмістом сірки, і може бути використана в сталеплавильних агрегатах та ковшах.The useful model belongs to ferrous metallurgy, namely to the methods of producing steel of the required chemical composition, in particular by sulfur content, and can be used in steel-smelting units and ladles.

Для забезпечення високої якості одержуваного продукту в металургії використовують шлакоутворюючі суміші, що дозволяють очистити розплав заліза від непотрібних або шкідливих домішок. Однак найчастіше шлакоутворюючі суміші внаслідок недосконалості їх хімічного і фракційного складу мають обмежену здатність для підвищення якості одержуваного продукту.To ensure the high quality of the obtained product, metallurgy uses slag-forming mixtures that allow cleaning the iron melt from unnecessary or harmful impurities. However, most often slag-forming mixtures due to the imperfection of their chemical and fractional composition have a limited ability to improve the quality of the obtained product.

При їх застосуванні зберігаються агресивні фактори виробництва, що негативно впливають на ресурс роботи обладнання, а витрати на виробництво сталі залишаються досить високими.When they are used, aggressive production factors remain, which negatively affect the life of the equipment, and the costs of steel production remain quite high.

Найбільш розповсюдженими в металургії є тверді шлакоутворюючі суміші, до складу яких входять вапно і плавиковий шпат. Однак таким сумішам притаманні істотні недоліки, обумовлені їх хімічним, мінералогічним і фракційним складом, одним із яких є відсутність можливості контролю ступеня рафінування металу. Крім того, при використанні такої суміші, шлаковий розплав поза плавильним агрегатом охолоджується настільки швидко, що не вдається повноцінно завершити процес рафінування металу. Нарешті, вплив окремих компонентів суміші на вогнетривку футерівку металургійних агрегатів призводить до швидкого її руйнування і збільшення витрат на виробництво.The most widespread in metallurgy are solid slag-forming mixtures, which include lime and fluorspar. However, such mixtures have significant drawbacks due to their chemical, mineralogical and fractional composition, one of which is the lack of control over the degree of metal refining. In addition, when using such a mixture, the slag melt outside the melting unit cools so quickly that it is not possible to fully complete the metal refining process. Finally, the impact of individual components of the mixture on the refractory lining of metallurgical units leads to its rapid destruction and an increase in production costs.

Виходячи з цього, у сучасній металургії є актуальною потреба у шлакоутворюючій суміші такого хімічного, мінералогічного і фракційного складу, при якому зменшується небажаний вплив компонентів суміші на вогнетривку футерівку металургійного обладнання і підвищується якість одержуваних продуктів за рахунок більш глибокого очищення розплаву заліза від небажаних домішок. Крім того, важливим для зниження матеріальних витрат на виробництво чавуну і сталі є можливість використання однієї шлакоутворюючої суміші з оптимальним хімічним складом компонентів для різних способів та етапів виробництва чавуну і сталі.Based on this, in modern metallurgy there is an urgent need for a slag-forming mixture of such a chemical, mineralogical and fractional composition, which reduces the undesirable effect of the mixture components on the refractory lining of metallurgical equipment and improves the quality of the obtained products due to a deeper purification of the iron melt from unwanted impurities. In addition, the possibility of using one slag-forming mixture with the optimal chemical composition of components for various methods and stages of iron and steel production is important for reducing material costs for the production of iron and steel.

Якість одержуваного кінцевого продукту при реалізації різних способів виробництва сталі і чавуну значною мірою залежить віт типу шлакоутворюючої суміші, що використовується, її складом і фізико-хімічними властивостями.The quality of the final product obtained during the implementation of various methods of steel and cast iron production largely depends on the type of slag-forming mixture used, its composition and physicochemical properties.

Відомий класичний спосіб виробництва сталі, який передбачає отримання продукту в плавильному агрегаті, випуск розплаву в сталерозливний ківш, подачу в ківш розкислювачів,The classic method of steel production is known, which involves obtaining the product in a melting unit, releasing the melt into a steel ladle, feeding deoxidizers into the ladle,

Зо легуючих та шлакоутворюючих матеріалів у вигляді твердої шлакоутворюючої суміші, що складається з вапна - шлакоутворюючого компонента, який підвищує основність шлаку, а також шлакоутворюючого компонента, який підвищує рідкорухливість утворюваного шлаку. Крім того, спосіб включає позапічну обробку металу на установці "піч-ківш" (УПК) різноманітними реагентами, його доведення до заданої температури і необхідного хімічного складу сталі (Див.From alloying and slag-forming materials in the form of a solid slag-forming mixture consisting of lime - a slag-forming component that increases the basicity of the slag, as well as a slag-forming component that increases the fluidity of the formed slag. In addition, the method includes out-of-furnace processing of metal on the "furnace-bucket" (UPK) installation with various reagents, bringing it to the specified temperature and the required chemical composition of the steel (See.

Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. - М.: Видавництво "АСТ", 2003. - 528 стор.).Kudrin V.A. Theory and technology of steel production. - M.: "AST" Publishing House, 2003. - 528 pages).

У способі виробництва сталі з використанням як суміші шлакоутворюючих компонентів вапна, магнезиту і розріджувального компонента, які сумарно з пічним шлаком, продуктами розкислення та легування формують шлак у ковші та його робочі властивості (Див. Авторське свідоцтво СРСР Мо 773086, МПК? С21С5/54, публ. 1980 р.).In the method of steel production using a mixture of slag-forming components of lime, magnesite and a thinning component, which, together with furnace slag, deoxidation and alloying products, form slag in the ladle and its working properties (See the author's certificate of the USSR Mo 773086, IPC? С21С5/54, published in 1980).

Шлак являє собою розплав оксидів змінного складу, а головними формуючими компонентами є Сас, Мо0, 5іО», Мпо, АгОз.The slag is a melt of oxides of variable composition, and the main forming components are CaCl, MoO, 5iO», Mpo, AgOz.

До того, крім власної сірки і фосфору, він додатково поглинає в певній кількості сірку і фосфор, які вносяться розплавом металу та іншими неметалічними компонентами.In addition, in addition to its own sulfur and phosphorus, it additionally absorbs a certain amount of sulfur and phosphorus, which are introduced by molten metal and other non-metallic components.

Для підвищення рідкорухливості утворюваного шлаку використовують розріджувальні компоненти, що містять фтористі сполуки, плавиковий шпат або плавиково-шпатові металургійні концентрати у відповідності до ГОСТ 29220-91.To increase the fluid mobility of the formed slag, thinning components containing fluorine compounds, fluorspar or fluorspar metallurgical concentrates are used in accordance with GOST 29220-91.

Хімічний склад компонентів наведеної суміші, джерела надходження інших компонентів та типові склади шлаків, що формують склад кінцевих шлаків після обробки на установці "піч-ківш",The chemical composition of the components of the given mixture, sources of other components and typical compositions of slags that form the composition of the final slags after treatment at the "furnace-bucket" installation,

БО наведені в Таблиці 1.BOs are listed in Table 1.

Таблиця 1Table 1

Компоненти у складі шлаків і .Components in the composition of slags and

ВЕ перерв | рееряя матеріалів ШVE breaks | reeraya materials Sh

Шлак із сталеплавильного 46-50116-18| 2-3 | 3-4 | 7-14111018) 217 3-3,5 агрегатSlag from steelmaking 46-50116-18| 2-3 | 3-4 | 7-14111018) 217 3-3.5 unit

Вапно |261856 42139 0 | 13 о0л5|о0л5| 0 | 0 щ шЕШLime |261856 42139 0 | 13 o0l5|o0l5| 0 | 0 sh shESh

Плавиковьй шпат (Концентрати плавиково- 0 2- шпатові 5-30 0 З 0,2-0,3| 65-92 2,2-18,4 металургійні 'Fluorspar (Concentrates of fluorspar 0 2-spar 5-30 0 Z 0.2-0.3 | 65-92 2.2-18.4 metallurgical

ГОСТ 29220-91 (Вологість 7-15 95GOST 29220-91 (Humidity 7-15 95

Шлаки у ковші при розкисленні 4-5 |55-65|20-30| 5-10 0,5 1 0,5 5-10 3-3,5 кремніємSlags in the bucket during deoxidation 4-5 |55-65|20-30| 5-10 0.5 1 0.5 5-10 3-3.5 silicon

Шлаки у ковші при розкисленні д-в 55-65| 5-10 |20-30| 0.25 | 0,25 5-10 6-14 кремнієм, алюмініємSlags in the ladle during deoxidation d-v 55-65| 5-10 |20-30| 0.25 | 0.25 5-10 6-14 silicon, aluminum

Недоліком відомого способу є його низька технологічність з огляду на безпечні умов праці та екології, а також - експлуатації вогнетривких матеріалів, вмісту сірки, фосфору та водню вологи.The disadvantage of the known method is its low manufacturability in view of safe working conditions and ecology, as well as - the use of refractory materials, the content of sulfur, phosphorus and hydrogen moisture.

Представлені технологічні фактори стають визначальними в економіці процесів кінцевої позапічної обробки та доводки до заданої температури і необхідного хімічного складу сталі.The presented technological factors become decisive in the economy of the processes of the final out-of-fire treatment and finishing to the given temperature and the required chemical composition of the steel.

Під час взаємодії з розплавом металу та шлаку фтористий кальцій спочатку плавиться без розкладання, а потім починає випаровуватись і розкладатись. Причому фтор і летючі фтористі сполуки виділяються в атмосферу цеха, забруднюючи повітря. Слід зазначити, що фтористий кальцій належить до речовин другого класу небезпечності.When interacting with molten metal and slag, calcium fluoride first melts without decomposition, and then begins to evaporate and decompose. Moreover, fluorine and volatile fluorine compounds are released into the workshop atmosphere, polluting the air. It should be noted that calcium fluoride belongs to substances of the second class of danger.

Крім того, фтористий кальцій, який має температуру плавлення 1418 "С, концентрується вздовж периметру на межі зони "шлак-футерівка", інтенсивно розмиваючи вогнетривку магнезитову цеглу з утворенням складних сполук оксиду магнію з низькою температурою плавлення, що локально знижує стійкість вогнетривкої футерівки. Саме основною причиною виведення з експлуатації ковшів і є локальна руйнація вздовж шлакового поясу в зоні "шлак- футерівка". Як наслідок, обмежується кількість наливів металу в ковші.In addition, calcium fluoride, which has a melting point of 1418 "C, concentrates along the perimeter at the border of the "slag-lining" zone, intensively eroding the refractory magnesite brick with the formation of complex compounds of magnesium oxide with a low melting point, which locally reduces the resistance of the refractory lining. the main reason for the decommissioning of ladles is local destruction along the slag belt in the "slag-lining" zone.As a result, the amount of metal pouring into the ladle is limited.

Вміст сірки і фосфору в розріджувальному компоненті в 2-4 рази перевищує їх кількість у вапні. При виробництві певних марок сталі застосування плавикового шпату з таким вмістом сірки і фосфору не тільки небажане, але і неприпустиме.The content of sulfur and phosphorus in the diluting component is 2-4 times higher than their amount in lime. In the production of certain grades of steel, the use of fluorspar with such a content of sulfur and phosphorus is not only undesirable, but also unacceptable.

Окрім цього, вміст вологи відповідно до ГОСТ 29220-91 в межах 5-15 95 також небажано з точки зору надходження водню в оброблюваний розплав металу, особливо на кінцевій стадії його доводки.In addition, the moisture content in accordance with GOST 29220-91 in the range of 5-15 95 is also undesirable from the point of view of the ingress of hydrogen into the processed metal melt, especially at the final stage of its finishing.

Вміст масової долі часток розріджувальної добавки з розміром менше 5 мм у кількості до 1095 призводить до втрат матеріалу, що являє глиноподібну масу, під час технологічного переміщення і може стати причиною її злипання або змерзання.The content of the mass fraction of particles of the thinning additive with a size of less than 5 mm in the amount of up to 1095 leads to the loss of material representing a clay-like mass during technological movement and can cause it to stick together or freeze.

В цілому, у відомому способі застосування магнезитового порошку у суміші для збереження вогнетривів ковша та для досягнення ступеня десульфурації на рівні 55-65 95 витримується, але з дуже значними витратами. Витрати суміші такого складу коливаються у межах 10-15 кг/г оброблюваної сталі, що робить процес її обробки неконкурентоспроможним. Такі показникиIn general, in the known method of using magnesite powder in the mixture to preserve the refractories of the ladle and to achieve the degree of desulphurization at the level of 55-65, 95 is maintained, but with very significant costs. The consumption of a mixture of this composition varies between 10-15 kg/g of processed steel, which makes the process of its processing uncompetitive. Such indicators

Зо десульфурації на рівні 55-65 96 можна досягти меншими витратами суміші, тільки з іншими фізико-хімічними властивостями.From desulfurization at the level of 55-65, 96 can be achieved with lower consumption of the mixture, only with other physicochemical properties.

З рівня техніки найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, за призначенням і кількістю спільних ознак є спосіб виробництва сталі з низьким вмістом сірки, описаний в патентіFrom the level of technology, the closest to the claimed technical solution, in terms of purpose and number of common features, is the method of producing steel with a low sulfur content, described in the patent

Російської Федерації Мо 2479636, МПК С21С7/076, публ. 13.03.2012, та обраний авторами за прототип.of the Russian Federation Mo 2479636, IPC C21С7/076, publ. 13.03.2012, and was chosen by the authors as a prototype.

Спосіб включає одержання напівпродукту в сталеплавильному агрегаті, випуск плавки в ківш, відсікання під час випуску пічного шлаку, присадку в ківш піл час випуску твердої шлакоутворюючої суміші, позапічну обробку на агрегаті "піч-ківш". Причому, шлакоутворюючу суміш, що містить 75-80 мас. 956 вапна та 20-25 мас. 95 розріджувальної добавки у вигляді флюорит-селаїтового концентрату, присаджують в ківш під час випуску плавки в кількості 2,0-2,7 кг/т та додатково в кількості 0,3-0,6 кг/т для завершення десульфурації металу на установці "піч- ківш" при обробці протягом 45-75 хвилин з продуванням аргоном через донні пористі фурмені блоки з витратою 20-50 мз/год.The method includes obtaining a semi-finished product in a steel-smelting unit, releasing the melt into a ladle, cutting it off during the release of furnace slag, adding an additive to the ladle during the release of a solid slag-forming mixture, out-of-furnace processing on the "furnace-ladle" unit. Moreover, the slag-forming mixture containing 75-80 wt. 956 lime and 20-25 wt. 95 of the thinning additive in the form of fluorite-selaite concentrate is added to the ladle during the release of the melt in the amount of 2.0-2.7 kg/t and additionally in the amount of 0.3-0.6 kg/t to complete the desulphurization of the metal at the installation " furnace-bucket" during processing for 45-75 minutes with argon blowing through the bottom porous nozzle blocks with a flow rate of 20-50 m3/h.

Необхідно зазначити, що описаний спосіб, як і попередній аналог, не забезпечує зниження виділення фтору і летючих фтористих сполук в робочу зону і повітря цеху, оскільки початковий вміст фтору у вихідній суміші такий же, а то і більше, ніж при застосуванні плавикового шпату.It should be noted that the described method, like the previous analogue, does not ensure a reduction in the release of fluorine and volatile fluorine compounds into the working area and the air of the workshop, since the initial content of fluorine in the initial mixture is the same, or even more, than when using fluorspar.

Зменшується лише вміст фтористого кальцію до 50 95 за рахунок часткової його заміни на фтористий магній.Only the content of calcium fluoride is reduced to 50 95 due to its partial replacement with magnesium fluoride.

Відомо, що фтористий магній не є вибухо- та пожежонебезпечним, але для людини вважається надзвичайно небезпечним. Цій речовині притаманна яскраво виражена загально токсична дія, передусім направлена на нервову систему, кісткову тканину та зуби, порушення білкового обміну в організмі людини. Магній фтористий як і інші фториди, також належить до речовин другого класу небезпечності.It is known that magnesium fluoride is not explosive or flammable, but it is considered extremely dangerous for humans. This substance is characterized by a pronounced general toxic effect, primarily aimed at the nervous system, bone tissue and teeth, disruption of protein metabolism in the human body. Magnesium fluoride, like other fluorides, also belongs to substances of the second class of danger.

Хімічний склад флюорит-селаїтового концентрату, згідно з ТУ 1769-003-56402667-2010, наведений в таблиці 2.The chemical composition of fluorite-selaite concentrate, according to TU 1769-003-56402667-2010, is given in Table 2.

Таблиця 2Table 2

Матеріал: Сума! | | Хімічнийсклад,9б(масс).//-/:/ флюоритаMaterial: Amount! | | Chemical composition, 9b (mass).//-/:/ fluorite

Флюорит- 002- | 003- селаїтовий 38-47 | 37-47 | 2-20 | Н.д Н.д 3,97-4,40 0 30 0 30 3,8-48 концентрат. ' 'Fluorite- 002- | 003- selaitic 38-47 | 37-47 | 2-20 | N.d N.d 3.97-4.40 0 30 0 30 3.8-48 concentrate. ' '

До недоліків способу належать значна нестабільність технологічного процесу обробки на агрегаті "піч-ківш" та високі затрати, що пояснюється великим розкидом, не менше 10 95, кількості сполук, які визначають хімічний склад суміші. Це наглядно показує таблиця 2. По фтористих сполуках 3-10 90, оксид кремнію 18 95, нижня межа вмісту сірки та фосфору в 10 їі 30 разів, відповідно, відрізняється від верхньої. Такі коливання по фториду магнію дуже позначаються на працездатності шлаку з точки зору його розрідження та підтримання в рідкорухливому стані.Disadvantages of the method include significant instability of the technological process of processing on the "furnace-bucket" unit and high costs, which is explained by the wide spread, not less than 10 95, of the number of compounds that determine the chemical composition of the mixture. Table 2 clearly shows this. For fluorine compounds 3-10 90, silicon oxide 18 95, the lower limit of sulfur and phosphorus content is 10 and 30 times, respectively, different from the upper one. Such fluctuations in magnesium fluoride greatly affect the performance of the slag from the point of view of its dilution and maintenance in a fluid state.

Зо Температура плавлення фтористого магнію становить 1255 "С, а в сполученні з фтористим кальцієм температура плавлення утвореної евтектики ще більше знижується і досягає 955 "С, магній окислюється до оксиду магнію. Оксид магнію інтенсивно вступає в процес, знижуючи агресивність шлаку по відношенню до футерівки поступово, тільки у міру усереднення шлаку.The melting point of magnesium fluoride is 1255 "C, and in combination with calcium fluoride, the melting point of the formed eutectic decreases even more and reaches 955 "C, magnesium is oxidized to magnesium oxide. Magnesium oxide intensively enters the process, reducing the aggressiveness of the slag in relation to the liner gradually, only as the slag averages.

Одночасно оксид магнію зменшує його рідкорухливість, що не дає відчутних результатів з видалення сірки з металу під час обробки на агрегаті "піч-ківш".At the same time, magnesium oxide reduces its fluid mobility, which does not give tangible results in the removal of sulfur from the metal during processing on the "furnace-bucket" unit.

Відносно стійкості футерівки ковшів в прототипі відомості не наведені і оцінити спосіб за цим показником не уявляється можливим.Regarding the stability of the lining of the buckets in the prototype, no information is given, and it is not possible to evaluate the method according to this indicator.

Результатом значних коливань хімічного складу розріджувальної добавки у прототипі є коливання основності самої добавки в межах 3,8-4,8 одиниць, та як наслідок, шлакоутворюючої суміші.The result of significant fluctuations in the chemical composition of the diluent additive in the prototype is fluctuations in the basicity of the additive itself within 3.8-4.8 units, and as a result, in the slag-forming mixture.

Основність суміші також може змінюватись у широких межах, що призводить до різної тривалості часу обробки металу в ковші від 45 до 75 хвилин, різним сумарним витратам, і часом значним, електроенергії та аргону на обробку з продуванням.The basicity of the mixture can also vary widely, resulting in varying durations of metal processing time in the ladle from 45 to 75 minutes, different total costs, and sometimes significant, of electricity and argon for blowdown processing.

В практиці виробництва сталі існує показник, який фіксує питому витрату електроенергії на тонну оброблюваного металу і який не повинен перевищувати певну досягнуту для даної технології і підприємства величину. При тривалості часу обробки металу в ковші 45-75 хвилин і розкиді хімічного складу шлакоутворюючої суміші стабільності та постійного рівня витрат електроенергії досягнути неможливо.In the practice of steel production, there is an indicator that fixes the specific consumption of electricity per ton of processed metal and which should not exceed a certain value achieved for a given technology and enterprise. With the duration of the metal processing time in the ladle of 45-75 minutes and the spread of the chemical composition of the slag-forming mixture, it is impossible to achieve stability and a constant level of electricity consumption.

До того ж застосування шлакоутворюючої суміші з вмістом в сірки та фосфору на верхній межі в сумі або кожної окремо не гарантує одержання готового металу із вмістом сірки та фосфору в сумі не більше 0, 035 95.In addition, the use of a slag-forming mixture with sulfur and phosphorus content at the upper limit in the sum or each separately does not guarantee the production of finished metal with a sulfur and phosphorus content in the sum of no more than 0.035 95.

Суттєвий недолік відомого способу - складність реалізації внаслідок обмеженості доступу до флюорит-селаїтового концентрату, що випускається відповідно до ТУ 1769-003-56402667-2010, оскільки відомо тільки одне діюче сировинне родовище "Суран" (Російська Федерація). Для порівняння: загальне виробництво плавикового шпату в світі сягає 5 млн. тонн в рік, 50 95 якого використовують в металургії для виробництва сталі.A significant drawback of the known method is the difficulty of implementation due to limited access to fluorite-selaite concentrate produced in accordance with TU 1769-003-56402667-2010, since only one active raw material deposit "Suran" (Russian Federation) is known. For comparison: the total production of fluorspar in the world reaches 5 million tons per year, 50 95 of which are used in metallurgy for the production of steel.

Виходячи з вищезгаданого, в основу корисної моделі поставлена задача усунення вказаних недоліків за рахунок покращення умов безпеки та зменшенням шкідливого навантаження на екологію при виробництві сталі шляхом виключення фторвмісних складових з технологічного процесу випуску та позапічної обробки металу, забезпечення умов стабільності результатів доведення металу до заданих показників хімічного складу, скорочення матеріальних та енергетичних витрат.Based on the above, the basis of a useful model is the task of eliminating the specified shortcomings by improving safety conditions and reducing the harmful load on the environment during the production of steel by excluding fluorine-containing components from the technological process of metal production and non-furnace processing, ensuring conditions for the stability of the results of bringing the metal to the specified indicators of chemical composition, reduction of material and energy costs.

Поставлена задача вирішується, а технічний результат досягається за рахунок того, що в способі виробництва сталі, який включає одержання напівпродукту в сталеплавильному агрегаті, випуск плавки в ківш, відсікання під час випуску пічного шлаку, присадку в ківш під час випуску плавки та при обробці плавки на агрегаті "піч-ківш" з продуванням аргоном твердої шлакоутворюючої суміші, що складається з вапна і розріджувальної добавки, відповідно до корисної моделі, під час випуску плавки як розріджувальну добавку шлакоутворююча суміш містить доломіт полімінеральний фракції 20-40 мм в кількості 80-50 мас. 95 від маси вапна, а при обробці плавки - доломіт полімінеральний фракції 3-10 мм, який додатково включає оксид титану при наступному вмісті в ньому компонентів, мас. 90: оксид кальцію 21-31; оксид магнію 16-21; оксид кремнію 16-18; оксид титану 0,2-1,2; сірка - не більше 0,05; фосфорне більше 0,06; оксид вуглецю - решта.The task is solved, and the technical result is achieved due to the fact that in the method of steel production, which includes obtaining a semi-finished product in a steel smelting unit, releasing the melt into a ladle, cutting it off during the release of furnace slag, adding an additive to the ladle during the release of the melt and processing the melt on unit "furnace-bucket" with argon blowing of a solid slag-forming mixture consisting of lime and a diluting additive, according to the useful model, during the release of the melt as a diluting additive, the slag-forming mixture contains dolomite polymineral fractions of 20-40 mm in the amount of 80-50 wt. 95 from the mass of lime, and during the processing of smelting - dolomite polymineral fraction 3-10 mm, which additionally includes titanium oxide with the following content of components in it, mass. 90: calcium oxide 21-31; magnesium oxide 16-21; silicon oxide 16-18; titanium oxide 0.2-1.2; sulfur - no more than 0.05; phosphorous more than 0.06; carbon monoxide - the rest.

Відповідно до заявленого технічного рішення доломіт полімінеральний має склад, наближений до складу шлаку, необхідного для успішного проведення процесу десульфурації та мінімізації процесу рефосфорації при достатньому вмісті оксиду магнію, здатного зменшити хімічну ерозію магнезіальної футерівки ковша. Наприклад, при змішуванні доломітуAccording to the declared technical solution, polymineral dolomite has a composition close to the composition of slag, which is necessary for successful desulfurization and minimization of the rephosphorization process with a sufficient content of magnesium oxide capable of reducing the chemical erosion of the magnesium lining of the bucket. For example, when mixing dolomite

Зо полімінерального з вапном в кількості 50 95, вміст оксиду магнію з урахуванням переходу СО» в газову фазу в робочому шлаку буде 6-8, що, як відомо, є оптимальною величиною по відношенню до футерівки ковша.Of the polymineral with lime in the amount of 50-95, the content of magnesium oxide, taking into account the transition of CO" into the gas phase in the working slag, will be 6-8, which, as is known, is the optimal value in relation to the bucket lining.

Швидке засвоєння вапна в присутності доломіту полімінерального дає можливість ефективно наводити рухливий рафінувальний шлак. При цьому газова фаза буде поповнюватись тільки оксидом вуглецю, а фториди в шлаку і в повітрі робочої зони, що мають місце у відомих способах, виключаються. Причому рафінувальні властивості шлаків у ковші приблизно однакові, а при обробці на установці "піч-ківш" доломіт полімінеральний виявляє себе як ефективна розріджувальна добавка, яка утримує шлак в рідкорухливому робочому стані.Quick assimilation of lime in the presence of polymineralic dolomite makes it possible to effectively bring mobile refining slag. At the same time, the gas phase will be replenished only with carbon monoxide, and fluorides in the slag and in the air of the working area, which occur in known methods, are excluded. Moreover, the refining properties of the slag in the ladle are approximately the same, and when processed on the "furnace-ladle" installation, polymineralic dolomite shows itself as an effective thinning additive that keeps the slag in a liquid-mobile working state.

Роль додаткового компоненту, який утримує шлак в рухливому стані, відіграє оксид титану в поєднанні з іншими оксидами у складі доломіту полімінерального. При перевищенні вмісту оксиду титану 1,295 підвищується робоча в'язкість шлаку, погіршуються умови протікання операції рафінування, внаслідок чого збільшуються втрати якісного металу.The role of an additional component that keeps the slag in a mobile state is played by titanium oxide in combination with other oxides in the composition of polymineralic dolomite. If the content of titanium oxide exceeds 1.295, the working viscosity of the slag increases, the conditions of the refining operation deteriorate, as a result of which the loss of high-quality metal increases.

Основним компонентом для прискореного наведення шлаку і його рідкорухливості є оксид кремнію, заявлені межі якого є оптимальними. Перевищення вмісту 21 95 призводить до зниження сульфідної ємності шлаку та погіршення умов видалення сірки з металу. При вмісті оксиду кремнію менше 14 95 зростає температура початку рідкорухливого робочого стану шлаку при обробці металу, що негативно впливає на ефективність обробки сталі на випуску і на УПК.The main component for the accelerated introduction of slag and its liquid mobility is silicon oxide, the stated limits of which are optimal. Exceeding the content of 21 95 leads to a decrease in the sulphide capacity of the slag and deterioration of the conditions for removing sulfur from the metal. When the content of silicon oxide is less than 14 95, the temperature of the beginning of the liquid-mobile working state of slag during metal processing increases, which negatively affects the efficiency of steel processing at the outlet and at the UPC.

Вміст оксиду кальцію і магнію пов'язаний з вмістом оксиду кремнію через основність, яка визначається як відношення суми (Сабя-Мас) до 5іО2. Величина основності з точки зору досягнення оптимального результату лежить в оптимальних межах, яка дорівнює 2-3,4 одиниці.The content of calcium and magnesium oxide is related to the content of silicon oxide due to basicity, which is defined as the ratio of the sum (Sabia-Mas) to 5iO2. The value of basicity from the point of view of achieving the optimal result lies within the optimal limits, which is equal to 2-3.4 units.

Вихід вмісту оксиду кальцію за межі 31 95 є недоцільним, оскільки збільшуються основність робочого шлаку та його тугоплавкість, і як наслідок - витрати електроенергії, падає ефективність способу. При вмісті оксиду кальцію менше 22 95 зменшується основність наведеного шлаку і рафінувальна властивість суміші після розплавлення.The output of the content of calcium oxide beyond the limit of 31 95 is impractical, since the basicity of the working slag and its refractoriness increase, and as a result - the consumption of electricity, the efficiency of the method decreases. When the content of calcium oxide is less than 22 95, the basicity of the given slag and the refining property of the mixture after melting decrease.

Оксид магнію визначається оптимальними межами 16-20 95, що підтримують хімічну стійкість магнезіальних вогнетривів ковша, основність в заявлених величинах та утвореного шлаку в рідкорухливому стані. Перевищення межі 20 95 впливає на зниження рідкорухливості робочого шлаку та його рафінувальної властивості.Magnesium oxide is determined by the optimal limits of 16-20 95, which support the chemical stability of magnesium refractories of the ladle, the basicity in the declared values and the formed slag in a fluid state. Exceeding the limit of 20 95 affects the reduction of fluid mobility of working slag and its refining properties.

Вміст сірки та фосфору мають обмежувальний характер з точки зору мінімально можливого внесення шкідливих компонентів в технологічний процес їх видалення.The content of sulfur and phosphorus has a restrictive nature from the point of view of the minimum possible introduction of harmful components into the technological process of their removal.

Оксид вуглецю відіграє роль додаткового агента, що перемішує шлак і метал, прискорює процес видалення сірки.Carbon monoxide plays the role of an additional agent that mixes slag and metal, accelerates the process of sulfur removal.

Збалансовані межі вмісту оксидів і шкідливих домішок сприяє ефективній організації технології виробництва сталі.Balanced limits of the content of oxides and harmful impurities contributes to the efficient organization of steel production technology.

Заявлений спосіб виробництва сталі ілюструється конкретними прикладами.The claimed method of steel production is illustrated by specific examples.

Приклад 1. Існуюча технологія виробництва сталі передбачає застосування плавикового шпату. Ефективність застосування у складі твердої шлакоутворюючої суміші як розріджувальної добавки флюорит-селаїтового концентрату та доломіту полімінерального (Дп 3-10мм) вперше безпосередньо була перевірена при обробці сталі 5СП на УПК в ковшах ємністю 230 т з продуванням аргоном через дві донні фурми з витратами аргону 50-60 м3/год. Розливання готової сталі здійснювали машинами безперервної розливки сталі (МБРС) на квадрат 150 мм.Example 1. The existing steel production technology involves the use of fluorspar. The effectiveness of using fluorite-selaite concentrate and polymineralic dolomite (Dp 3-10mm) as part of a solid slag-forming mixture as a thinning additive was directly tested for the first time during the processing of 5SP steel at the UPC in buckets with a capacity of 230 t with argon blowing through two bottom lances with argon consumption of 50- 60 m3/h. Casting of finished steel was carried out by continuous steel casting machines (CCS) on a square of 150 mm.

Результати комплексного інжинірингу в сталеплавильному цеху представлені в таблиці 3.The results of complex engineering in the steelmaking workshop are presented in Table 3.

Таблиця ЗTable C

Ме десульфурації, 90 складу Плавиковий Флюорит-Me desulphurization, 90 composition Fluorite Fluorite

Вапно шпат селаїтовий Дп 3-10мм Обробка на УПК концентратLime spar selaite Dp 3-10mm Processing on UPC concentrate

Поточне виробншвю 50120106Current production 50120106

Прототип | 76 2 | 0 2 ЮЩщ У 24 | 0 | 3844 (Кориснамоделю| 76 | 0 2 КвК(| 0 5 щ | 24 | 4447Prototype | 76 2 | 0 2 ЮЩщ У 24 | 0 | 3844 (Useful model| 76 | 0 2 KvK(| 0 5 sh | 24 | 4447

Кращий технічний результат виявив спосіб із застосуванням доломіту полімінерального (графа "Корисна модель"). Ступінь десульфурації на УПК на З 95 вищий, ніж на плавках існуючого виробництва із застосуванням флюорит-селаїтового концентрату. Висновок - фториди можна із технології вилучити.The best technical result was revealed by the method using polymineral dolomite ("Useful model" column). The degree of desulphurization at the UPC at Z 95 is higher than at the smelters of existing production using fluorite-selaite concentrate. Conclusion - fluorides can be removed from the technology.

Приклад 2. Виплавляють Ст.5, ківш 230 т., випуск із конвертора з відсіканням шлаку.Example 2. St. 5, ladle 230 tons, output from the converter with slag cut-off is smelted.

Вводять вапно і розріджувальні добавки в ківш у процесі випуску сталі, починаючи з наповнення ковша на 1/4 об'єму.Lime and diluting additives are introduced into the ladle in the process of steel production, starting with filling the ladle to 1/4 of the volume.

В таблиці 4 наведені результати комплексного інжинірингу способів виробництва сталі за прототипом і заявленою корисною моделлю. Позапічна обробка на установці "піч-ківш" проведена до отримання заданих хімічного складу та температури. Аргон подають через дві донні фурми з витратами аргону 50-60 м3 /год.Table 4 shows the results of complex engineering of steel production methods according to the prototype and the declared utility model. Out-of-furnace processing on the "furnace-bucket" installation is carried out until the specified chemical composition and temperature are obtained. Argon is supplied through two bottom nozzles with argon consumption of 50-60 m3/h.

Таблиця 4 ш Питома середня ле ЩО (інжинірінг) ш ш десульфурації. Фо хвил. електроенергії, КкTable 4. Specific average le ШХО (engineering) в в desulphurization. Fo waves. of electricity, Kk

Вт-год./ тW-h./ t

Склад суміші вапно, 905 75 флюорит- селаіновий концентрат, 95 25The composition of the lime mixture, 905 75 fluorite-selaine concentrate, 95 25

Витрата на випуску в ківшCost of release in a bucket

Прототип 2,5кКгИ: В т.ч вапно-1,9, 7,5-14 67-73 концентрат-0,бкгпт.Prototype 2.5 kKgY: Including lime-1.9, 7.5-14 67-73 concentrate-0.bkgpt.

Витрати на обробку (піч-ківш)-Processing costs (furnace-bucket)-

О,4кг/т: В о тчо вапно /--0,3, 40-43,5 45-75 62 концентрат-0,1 кпт.O.4 kg/t: In o tcho lime /--0.3, 40-43.5 45-75 62 concentrate-0.1 kpt.

Склад суміші: вапно, 905 50Composition of the mixture: lime, 905 50

Корисна . г. МUseful. Mr. M

БУ і НИ НІ ПОН 40мм, 95 50.BU and NI NI PON 40mm, 95 50.

Продовження таблиці 4Continuation of table 4

Витрати на випуску в ківш 2,КгИ: В т.ч вапно й 25, 14-42 5ББ-6в0 доломіт ополімінеральний (4 1,25кКпт. обробка(піч-ківш). Витрати суміші -04кпт. В т.ч вапно -Expenditures for release in a ladle 2.KgY: Including lime and 25, 14-42 5BB-6v0 polymineral dolomite (4 1.25kCpt. processing (furnace-bucket). Mixture costs -04kpt. Including lime -

О,Зкгпт; доломіт 45-47 40-48 53 полімінеральний 3-1О0мм- 0,1 кг/т. 11111111 |Всьоговсумі////////77777777 17715758 | 100-104 | 5 ФOh, Zkgpt; dolomite 45-47 40-48 53 polymineral 3-1O0mm - 0.1 kg/t. 11111111 |Total////////77777777 17715758 | 100-104 | 5 F

Результати здійсненого інжинірингу суміші вапна і доломіту полімінерального 20-40мм під час випуску в ківш та суміші вапна і доломіту полімінерального 3-10 мм під час виробництва сталі за стандартом 5АЕ 1006 показані в таблиці 5.The results of the engineering of a mixture of lime and polymineral dolomite 20-40 mm during ladle production and a mixture of lime and polymineral dolomite 3-10 mm during the production of steel according to the 5AE 1006 standard are shown in Table 5.

Таблиця 5Table 5

Склад . Час -| Витрати й Питома Ступінь суміші: Ступінь )/ операції Ступінь Час М о (вапної витрата |десульфурації вапно, 95 | десульфу на десульфу Іобробки на щі й о ДП), - о ел.енергії, наскрізна ня рації, 96 | випуску Кпт рації, 96 | УПК, хвил. кВтч/тг (сума), 9;Storage . Time -| Costs and specific Degree of the mixture: Degree )/ operation Degree Time M o (lime consumption |lime desulfurization, 95 | desulfur on desulfur I processing on schi and o DP), - about electric energy, through ration, 96 | issue of Kpt radio station, 96 | UPC, waves. kWh/tg (amount), 9;

ДП, 96 хвил. ШИ 55545 | 12 | 60 | бзюм | 47 | 5 | 55 | 58DP, 96 minutes. SHY 55545 | 12 | 60 | buzz | 47 | 5 | 55 | 58

Оптимальним складом суміші є вміст в ній доломіту полімінерального в кількості 45-55 95.The optimal composition of the mixture is the content of polymineral dolomite in the amount of 45-55 95.

При вмісті менше 45 95 збільшується час обробки металу при досягненні такого ж ступеня десульфурації, яка має місце в отимальних межах 45-55 95. Це пов'язано з підвищенням вмісту оксиду кальцію, який має високу температуру плавлення 2300 "С. Внаслідок цього зменшується ефективність способу, так як значно підвищується питома витрата електроенергії на тонну сталі.With a content of less than 45 95, the metal processing time increases when the same degree of desulphurization is achieved, which takes place in the optimal range of 45-55 95. This is due to an increase in the content of calcium oxide, which has a high melting point of 2300 "C. As a result, the efficiency decreases method, as the specific consumption of electricity per ton of steel increases significantly.

При зменшенні вмісту в суміші доломіту полімінерального менше 45905 знижується наскрізний ступінь десульфурації, що є неприпустимим, тому що в готовому металі необхідний сталий вміст сірки становить 0,008-0,014 965. Саме таким обмеженням в межах 0,008-0,014 95 досягається сталий вміст сірки у різних марках сталі, в залежності від замовлення. Також встановлено, що досягнути вміст сірки в сталі на рівні менш 0,008 95 можливо, але при цьому необхідно збільшувати витрати суміші на обробку у ковші.When the polymineral content in the dolomite mixture is reduced to less than 45905, the end-to-end degree of desulphurization is reduced, which is unacceptable, because the required stable sulfur content in the finished metal is 0.008-0.014 965. It is this limitation within the range of 0.008-0.014 95 that achieves a stable sulfur content in various grades of steel , depending on the order. It was also established that it is possible to achieve a sulfur content in steel at a level of less than 0.008 95, but at the same time it is necessary to increase the consumption of the mixture for processing in the ladle.

Сировинна база доломіту полімінерального різних складів дуже значна і розповсюджена у світі, бо, як правило, залягає поблизу відомих металургам діючих кар'єрів з добичі класичних мономінеральних доломітів.The raw material base of polymineralic dolomite of various compositions is very significant and widespread in the world, because, as a rule, it is located near active quarries known to metallurgists from the production of classic monomineralic dolomites.

Враховуючи те, що доломіт полімінеральний має ціну в три рази нижче від плавикового шпату та його аналогів, економічна ефективність запропонованого способу очевидна і на думку авторів не потребує додаткових пояснень.Considering the fact that polymineral dolomite has a price three times lower than fluorspar and its analogues, the economic efficiency of the proposed method is obvious and, according to the authors, does not require additional explanations.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of steel production, which includes obtaining a semi-finished product in a steel melting unit, releasing the melt into a ladle, cutting off during the release of furnace slag, adding an additive to the ladle during release

From the smelter and during the processing of the smelter on the "furnace-bucket" unit with argon purging of a solid slag-forming mixture consisting of lime and a diluting additive, which differs in that during the release of the melt, a slag-forming mixture containing dolomite polymineral fraction 20 is used as a diluting additive -40 mm in the amount of 80-50 wt. 95 from the mass of lime, and when processing smelting - dolomite polymineral fraction 3-10 mm, which additionally includes titanium oxide, with the following content of components in it, mass. 9o: calcium oxide 21-31 magnesium oxide 16-21 silicon oxide 16-18 titanium oxide 02-12 sulfur no more than 0.05 phosphorus no more than 0.06 carbon oxide the rest.