RU2135601C1 - Method of steel melting in converter - Google Patents
Method of steel melting in converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2135601C1 RU2135601C1 RU98101771A RU98101771A RU2135601C1 RU 2135601 C1 RU2135601 C1 RU 2135601C1 RU 98101771 A RU98101771 A RU 98101771A RU 98101771 A RU98101771 A RU 98101771A RU 2135601 C1 RU2135601 C1 RU 2135601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- manganese
- oxygen
- slag
- melt
- containing materials
- Prior art date
Links
Landscapes
- Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к кислородно-конвертерному производству. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to oxygen-converter production.
Известен способ продувки металла в конвертере, включающий обработку стали в ковше шлаком производства марганцевых сплавов, введенным двумя порциями в определенном количестве и последовательности с углесодержащими материалами /1/. Известный способ позволяет приблизить систему металл-шлак к состоянию термодинамического равновесия, обеспечить снижение окисленности металла в ковше и некоторое увеличение остаточного содержания марганца в металле, экономию дорогостоящих и дефицитных марганецсодержащих ферросплавов. A known method of purging metal in a converter, comprising treating steel in a ladle with slag for the production of manganese alloys, is introduced in two portions in a certain amount and sequence with carbon-containing materials / 1 /. The known method allows you to bring the metal-slag system to the state of thermodynamic equilibrium, to reduce the oxidation of the metal in the ladle and some increase in the residual content of manganese in the metal, saving expensive and scarce manganese-containing ferroalloys.
Недостатками известного способа являются неблагоприятные кинетические условия взаимодействия металла и шлака в ковше, что ограничивает возможности полного восстановления марганца из марганецсодержащих материалов и не позволяет перерабатывать чугун с пониженным содержанием марганца. The disadvantages of this method are the unfavorable kinetic conditions for the interaction of metal and slag in the ladle, which limits the possibility of complete recovery of manganese from manganese-containing materials and does not allow to process cast iron with a low manganese content.
Известен способ выплавки стали в конвертере, включающий окислительное рафинирование со скачиванием шлака, присадку марганецсодержащих материалов, извести и обработку расплава восстановителем, в частности кремнийсодержащими материалами /2/. A known method of steelmaking in a converter, including oxidative refining with downloading slag, an additive of manganese-containing materials, lime and processing of the melt with a reducing agent, in particular silicon-containing materials / 2 /.
Известный способ позволяет получать качественную высокомарганцовистую сталь с низким содержанием в ней углерода и вредных примесей. The known method allows to obtain high-quality manganese steel with a low content of carbon and harmful impurities.
Недостатком известного способа является высокая основность шлака в начале процесса восстановления, что обусловливает повышенный расход кремнийсодержащих материалов, а следовательно, и высокую себестоимость получаемой стали. The disadvantage of this method is the high basicity of the slag at the beginning of the recovery process, which leads to an increased consumption of silicon-containing materials, and hence the high cost of the resulting steel.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ выплавки стали в конвертере, включающий заливку жидкого чугуна, присадку марганецсодержащих и шлакообразующих материалов, подачу кремнийсодержащих материалов, в котором продувку расплава проводят кислородом и нейтральным газом с промежуточным скачиванием шлака /3/. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method of steel smelting in a converter, including pouring molten iron, an additive of manganese-containing and slag-forming materials, supply of silicon-containing materials, in which the melt is purged with oxygen and a neutral gas with intermediate slag downloading / 3 /.
Известный способ позволяет совместить процессы окислительного рафинирования и прямого легирования металла марганцем за счет восстановления оксидов легирующих элементов кремнием. Кремний является активным восстановителем, т. е. элементом, атомы которого при химических реакциях отдают электроны (доноры электронов). Аналогичными свойствами обладает алюминий, который вместе с кремнием относится к группе легких восстановителей. Легкие восстановители (Si, Al), достаточно распространенные в природе элементы (Si - второй, а Al третий на Земле по распространенности после кислорода), ближайшие аналоги углерода. Легкие восстановители являются полупроводниками, хорошо связывают кислород. Для восстановления марганца из оксидов марганца кремнийсодержащими материалами (так называемым легким восстановителем) поддерживают основность не менее двух и перемешивают металл и шлак нейтральным газом, подаваемым через днище конвертера. The known method allows to combine the processes of oxidative refining and direct alloying of a metal with manganese due to the reduction of oxides of alloying elements with silicon. Silicon is an active reducing agent, i.e., an element whose atoms donate electrons (electron donors) in chemical reactions. Similar properties are possessed by aluminum, which, together with silicon, belongs to the group of light reducing agents. Light reducing agents (Si, Al), elements that are quite common in nature (Si is the second, and Al is the third most abundant on Earth after oxygen), and are the closest carbon analogues. Light reducing agents are semiconductors that bind oxygen well. To reduce manganese from manganese oxides with silicon-containing materials (the so-called light reducing agent), a basicity of at least two is maintained and the metal and slag are mixed with neutral gas supplied through the bottom of the converter.
Недостатком известного способа является низкая эффективность восстановления марганца из оксидов, связанная, прежде всего, с технологическими особенностями процесса, что предопределяет зависимость степени восстановления марганца из марганецсодержащих материалов от шлакового режима процесса, в частности, основности шлака, что требует соответствующего режима подачи материалов, выдержки расплава и перемешивания нейтральным газом через днище конвертера. Подача нейтрального газа на дополнительное перемешивание реагирующих фаз в процессе восстановления значительно снижает температуру ванны и требует определенного резерва тепла, что, в свою очередь, обуславливает возникновение резких теплосмен на протяжении цикла плавки и способствует растрескиванию и скалыванию огнеупоров, а также значительному снижению стойкости футеровки днища, в особенности прифурменных участков. The disadvantage of this method is the low efficiency of the reduction of manganese from oxides, associated primarily with the technological features of the process, which determines the dependence of the degree of recovery of manganese from manganese-containing materials on the slag process, in particular, the basicity of the slag, which requires an appropriate mode of supply of materials, holding the melt and stirring with neutral gas through the bottom of the converter. The supply of neutral gas for additional mixing of the reacting phases during the reduction process significantly reduces the temperature of the bath and requires a certain heat reserve, which, in turn, causes the occurrence of sharp heat changes during the melting cycle and contributes to cracking and chipping of refractories, as well as a significant decrease in the resistance of the lining of the bottom, especially in the tuyere areas.
В соответствии с известным способом исключается возможность воздействия окислительного потенциала взаимодействующих фаз по ходу продувки на восстановление марганца и перераспределение его между металлом и шлаком для увеличения выхода годного металла. Реализация известного способа не позволяет использовать элементы безотходной технологии при присадке в период продувки отходов металлургического производства (например марганецсодержащего шлака) для уменьшения расхода металлошихты на плавку. In accordance with the known method, the possibility of the oxidizing potential of the interacting phases during purging on the reduction of manganese and its redistribution between the metal and slag to increase the yield of the metal is excluded. The implementation of the known method does not allow the use of non-waste technology elements during the additive during the purge period of metallurgical production wastes (for example, manganese-containing slag) to reduce the consumption of metal charge for melting.
Кроме того, известный способ не позволяет эффективно охлаждать плавку и обеспечивать производство в условиях дефицита металлического лома при переработке шихты с повышенной вплоть до 100% долей чугуна в металлозавалке, что ограничивает технологическую гибкость процесса. In addition, the known method does not allow to effectively cool the smelting and to ensure production in conditions of deficiency of scrap metal during processing of the charge with an increased up to 100% share of cast iron in the metal mill, which limits the technological flexibility of the process.
Задачей изобретения является повышение выхода годного металла за счет восстановления марганца из марганецсодержащих материалов и снижение расхода ферросплавов, а также расхода металлошихты на производство стали в условиях дефицита металлолома. The objective of the invention is to increase the yield of metal by reducing manganese from manganese-containing materials and reducing the consumption of ferroalloys, as well as the consumption of metal charge for steel production in conditions of shortage of scrap metal.
Задача решается следующим образом. В способе выплавки стали в конвертере, включающем заливку жидкого чугуна, присадку марганецсодержащих и шлакообразующих материалов, обработку расплава активными восстановителями и углеродсодержащими материалами, продувку расплава кислородом и нейтральным газом с изменением состава дутья по ходу плавки и скачиванием шлака, по изобретению марганецсодержащие материалы вводят порционно, при этом первую порцию марганецсодержащих материалов в количестве 10-15% от общего их расхода присаживают после заливки чугуна одновременно со шлакообразующими материалами и активными восстановителями в соотношении 1:(0,5-1,0):(0,10-0,25) соответственно, затем продувают расплав смесью нейтрального газа и кислорода с содержанием последнего в смеси 20-35% в течение 5-20% от общей продолжительности продувки, после чего осуществляют кислородную продувку до израсходования 50-75% от общего количества кислорода на плавку и скачивают шлак, после чего вводят вторую порцию марганецсодержащих материалов одновременно с углеродсодержащими материалами в соотношении 1: (0,25-0,75) соответственно, и продувают расплав смесью кислорода и нейтрального газа с увеличением содержания кислорода в смеси до 35-50%. The problem is solved as follows. In the method of steelmaking in a converter, including pouring molten iron, an additive of manganese-containing and slag-forming materials, treating the melt with active reducing agents and carbon-containing materials, blowing the melt with oxygen and neutral gas with a change in the composition of the blast during melting and downloading slag, according to the invention, manganese-containing materials are introduced in this case, the first portion of manganese-containing materials in an amount of 10-15% of their total consumption is seated after casting iron simultaneously with slag binding materials and active reducing agents in a ratio of 1: (0.5-1.0) :( 0.10-0.25), respectively, then the melt is blown with a mixture of neutral gas and oxygen with a content of the latter in the mixture of 20-35% for 5 -20% of the total duration of purging, after which oxygen purging is carried out until 50-75% of the total amount of oxygen is used for melting and slag is downloaded, after which a second portion of manganese-containing materials is introduced simultaneously with carbon-containing materials in a ratio of 1: (0.25-0 , 75), respectively, and blow the melt cm a mixture of oxygen and neutral gas with an increase in the oxygen content in the mixture up to 35-50%.
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, заявляемое решение имеет изобретательский уровень. Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, not identified in other technical solutions and, therefore, the claimed solution has an inventive step.
Технический результат, достигаемый предлагаемым способом выплавки стали, заключается в том, что в условиях дефицита марганецсодержащих ферросплавов в конвертере совмещают процессы окислительного рафинирования и восстановления оксидов марганца. The technical result achieved by the proposed method of steelmaking is that in conditions of deficiency of manganese-containing ferroalloys in the converter, the processes of oxidative refining and reduction of manganese oxides are combined.
По физико-химической сущности совмещение процессов окислительного рафинирования и восстановления оксидов марганца в кислородном конвертере для рассматриваемых условий и температур возможно в течение всей продувки при интенсивном перемешивании реагирующих фаз. According to the physicochemical nature, the combination of the processes of oxidative refining and reduction of manganese oxides in an oxygen converter for the conditions and temperatures under consideration is possible during the entire purge with intensive mixing of the reacting phases.
В качестве термодинамической характеристики процесса восстановления марганца во время окислительного рафинирования может быть использована хорошо изученная реакция, достигающая термодинамического равновесия. As a thermodynamic characteristic of the process of manganese reduction during oxidative refining, a well-studied reaction can be used that reaches thermodynamic equilibrium.
[Mn]+(FeO)=(MnO)+[Fe];
Присадка в конвертерную ванну марганецсодержащих материалов (марганцевая руда, агломерат, концентраты) приводит к повышению содержания концентрации в шлаке MnO, благодаря чему реакция смещается влево, т.е. происходит восстановление марганца железом, образующийся при этом FeО восстанавливается кремнием или углеродом металла по реакциям:
(FeО)+[C] =[Fe]+(CO);
2(FeO)+[Si]=(SiO2)+2[Fe].[Mn] + (FeO) = (MnO) + [Fe];
The addition of manganese-containing materials (manganese ore, agglomerate, concentrates) into the converter bath leads to an increase in the concentration content in the MnO slag, due to which the reaction is shifted to the left, i.e. manganese is reduced by iron, the FeO formed in this process is reduced by silicon or metal carbon by the reactions:
(FeO) + [C] = [Fe] + (CO);
2 (FeO) + [Si] = (SiO 2 ) +2 [Fe].
Благодаря протеканию этих реакций в шлаке устанавливается стационарное (обычное) содержание FeO, отвечающее данному содержанию углерода в металле и обеспечиваются надлежащие условия шлакообразования. Due to the occurrence of these reactions, a stationary (ordinary) FeO content is established in the slag corresponding to the given carbon content in the metal and proper slag formation conditions are ensured.
В начале продувки конвертерной ванны марганецсодержащие материалы восстанавливаются прежде всего активными восстановителями (Si, Al), а также кремнием чугуна, при этом восстановление протекает более полно, чем при обработке расплава другими восстановителями, например углесодержащими материалами. В этот период, характеризующийся невысокими температурами процесса, скорость и степень восстановления зависят от исходного содержания активного восстановителя (Si, Al), и при снижении его до уровня порядка 0,1 мас.% скорость восстановления постепенно падает. Что касается восстановления углесодержащими материалами, то на начальной стадии процесса оно протекает достаточно медленно, но по мере снижения скорости восстановления активными восстановителями восстановление углеродом становится преобладающим. At the beginning of the purge of the converter bath, manganese-containing materials are reduced primarily with active reducing agents (Si, Al), as well as with cast iron silicon, while the reduction proceeds more fully than when the melt is treated with other reducing agents, for example, carbon-containing materials. In this period, characterized by low process temperatures, the rate and degree of reduction depend on the initial content of the active reducing agent (Si, Al), and when it decreases to the level of about 0.1 wt.%, The reduction rate gradually decreases. As regards the reduction with carbonaceous materials, at the initial stage of the process it proceeds rather slowly, but as the reduction rate of the active reducing agents decreases, carbon reduction becomes predominant.
При этом общая степень восстановления марганца изменяется в широких пределах в зависимости от шлакового режима и конечного содержания углерода в металле. Moreover, the total degree of manganese reduction varies widely depending on the slag regime and the final carbon content in the metal.
Исходя из этих соображений первую порцию марганецсодержащих материалов в количестве 10-15% от общего их расхода присаживают после заливки чугуна одновременно со шлакообразующими материалами и активными восстановителями. Based on these considerations, the first portion of manganese-containing materials in an amount of 10-15% of their total consumption is seated after casting iron simultaneously with slag-forming materials and active reducing agents.
Присадка марганецсодержащих материалов в два приема позволяет поддерживать необходимую технологичность процесса, связанную с тепловым режимом конвертерной плавки, и тем самым, увеличить степень восстановления марганца из оксидов. The additive of manganese-containing materials in two steps allows you to maintain the necessary processability associated with the thermal regime of converter smelting, and thereby increase the degree of reduction of manganese from oxides.
Величина первой порции марганецсодержащих материалов не должна быть менее 10% от общего их расхода, так как это приводит к соответствующему увеличению второй порции марганецсодержащих материалов, присаживаемых во второй половине продувки по израсходовании 50-75% от общего количества кислорода на плавку, и реализации восстановления марганца в конце продувки, что сопровождается нецелесообразным охлаждением ванны и увеличением длительности плавки, снижает эффективность восстановления марганца. The value of the first portion of manganese-containing materials should not be less than 10% of their total consumption, since this leads to a corresponding increase in the second portion of manganese-containing materials, seated in the second half of the purge to use 50-75% of the total amount of oxygen for smelting, and the implementation of manganese reduction at the end of the purge, which is accompanied by inappropriate cooling of the bath and an increase in the duration of smelting, reduces the efficiency of manganese reduction.
Величина первой порции марганецсодержащих материалов не должна быть более 15% от общего их расхода, в противном случае соответствующее уменьшение второй порции присаживаемых марганецсодержащих материалов при высокой эффективности восстановления оксидов марганца в начале операции приводит не только к снижению степени восстановления марганца во второй половине продувки, но и нарушению шлакового режима процесса, вплоть до сворачивания шлака. The value of the first portion of manganese-containing materials should not be more than 15% of their total consumption; otherwise, a corresponding decrease in the second portion of manganese-containing materials to be seated with high reduction efficiency of manganese oxides at the beginning of the operation not only reduces the degree of reduction of manganese in the second half of the blowdown, but also violation of the slag regime of the process, up to the folding of slag.
При соотношении расходов марганецсодержащих, шлакообразующих и кремнийсодержащих материалов 1 : (0,5-1,0) : (0,10-0,25) обеспечиваются условия эффективного восстановления оксидов марганца в начале операции. When the ratio of the costs of manganese-containing, slag-forming and silicon-containing materials 1: (0.5-1.0): (0.10-0.25), the conditions for the effective reduction of manganese oxides at the beginning of the operation are ensured.
При превышении этого соотношения увеличивается количество неассимилированной извести, нарушаются условия формирования шлака, благоприятного для восстановления, снижается степень восстановления оксидов марганца. When this ratio is exceeded, the amount of non-assimilated lime increases, the conditions for the formation of slag favorable for reduction are violated, the degree of reduction of manganese oxides decreases.
При соотношении расходов марганецсодержащих, шлакообразующих и кремнийсодержащих материалов менее 1 : (0,5-1,0) : (0,10-0,25) снижается основность шлака, нарушается технологичность восстановительного периода вплоть до перехода кремния и/или алюминия в шлак, снижается эффективность восстановления оксидов марганца. When the ratio of the costs of manganese-containing, slag-forming and silicon-containing materials is less than 1: (0.5-1.0): (0.10-0.25), the basicity of the slag decreases, the processability of the recovery period is violated until the transition of silicon and / or aluminum to slag, reduced efficiency of the reduction of manganese oxides.
Продолжительность перемешивания расплава, состоящего из жидкого чугуна, марганецсодержащих и шлакообразующих материалов, а также активных восстановителей струями газовой смеси нейтрального газа и кислорода должна составлять не менее 5% от общей продолжительности продувки, включающей собственно продувку, и на заключительном этапе газокислородную продувку расплава через верхнюю продувочную фурму с возможностью замещения или одновременной подачи двух технологических газов. В противном случае не обеспечивается необходимая степень восстановления оксидов марганца, поскольку большая часть марганца восстанавливается на поверхности контакта взвешенного активного восстановителя с оксидной фазой; и для создания максимального контакта между восстановителем и восстанавливаемым оксидом необходимо интенсивное перемешивание расплава, в течение которого успевают пройти реакции восстановления. Невосстановленная часть оксидов марганца в условиях последующей окислительной продувки будет взаимодействовать с углеродом чугуна с образованием преимущественно оксида углерода, дополнительно вспенивая ванну и увеличивая потери металла с выбросами и корольками шлака, и поглощением значительного количества тепла. The duration of mixing the melt, consisting of molten iron, manganese-containing and slag-forming materials, as well as active reducing agents by jets of a gas mixture of neutral gas and oxygen should be at least 5% of the total duration of the purge, including the purge itself, and at the final stage, the gas-oxygen purge of the melt through the upper purge lance with the possibility of substitution or simultaneous supply of two process gases. Otherwise, the necessary degree of reduction of manganese oxides is not provided, since most of the manganese is reduced on the contact surface of the suspended active reducing agent with the oxide phase; and to create maximum contact between the reducing agent and the reduced oxide, intensive mixing of the melt is necessary, during which the reduction reactions have time. The unreduced part of the manganese oxides under conditions of subsequent oxidative purging will interact with the carbon of cast iron to form mainly carbon monoxide, additionally foaming the bath and increasing the loss of metal with emissions and kings of slag, and the absorption of a significant amount of heat.
Продолжительность перемешивания расплава должна составлять не более 20% общей продолжительности продувки, иначе наблюдается значительный охлаждающий эффект за счет вдуваемого нейтрального газа, что приведет к дополнительным теплопотерям и ухудшению кинетических параметров процесса. Снижение фактической температуры расплава перед началом окислительной продувки кислородом для нагрева ванны до температуры выпуска и рафинирования от вредных примесей приведет к так называемому "холодному" началу операции и дополнительным потерям металла за счет чрезмерного вспенивания ванны, перелива шлакометаллической эмульсии через горловину конвертера и выбросов. The melt mixing time should be no more than 20% of the total purge time, otherwise a significant cooling effect due to the injected neutral gas is observed, which will lead to additional heat loss and deterioration of the kinetic parameters of the process. Reducing the actual temperature of the melt before oxidative purging with oxygen to heat the bath to the temperature of discharge and refining from harmful impurities will lead to the so-called “cold” start of the operation and additional metal losses due to excessive foaming of the bath, overflow of slag metal emulsion through the neck of the converter and emissions.
Расплав перемешивают смесью нейтрального газа и кислорода с содержанием последнего в смеси 20...35%, что позволяет обеспечить необходимую степень восстановления оксидов марганца и предотвратить так называемое "холодное" начало операции. The melt is mixed with a mixture of neutral gas and oxygen with a content of the latter in the mixture of 20 ... 35%, which ensures the necessary degree of reduction of manganese oxides and prevents the so-called "cold" start of the operation.
Содержание кислорода в газовой смеси должно быть не менее 20%, в противном случае наблюдается значительный охлаждающий эффект за счет вдуваемого нейтрального газа, что приведет к дополнительным теплопотерям и изменению кинетических параметров процесса и так называемому "холодному" началу операции. The oxygen content in the gas mixture must be at least 20%, otherwise a significant cooling effect is observed due to the injected neutral gas, which will lead to additional heat loss and a change in the kinetic parameters of the process and the so-called “cold” start of the operation.
Содержание кислорода в газовой смеси должно составлять не более 35%, иначе избыток кислорода приведет к нарушению окислительно-восстановительного баланса и снижению степени восстановления оксидов марганца. The oxygen content in the gas mixture should be no more than 35%, otherwise an excess of oxygen will lead to a violation of the redox balance and reduce the degree of reduction of manganese oxides.
Оставшуюся часть марганецсодержащих материалов вводят одновременно с углесодержащими материалами по израсходованию 50-75% общего количества кислорода на плавку, что регламентируется снижением скорости обезуглероживания металла. The remaining part of manganese-containing materials is introduced simultaneously with carbon-containing materials for the consumption of 50-75% of the total amount of oxygen for smelting, which is regulated by a decrease in the rate of decarburization of the metal.
Сокращение продолжительности кислородной продувки и присадка марганецсодержащих материалов раньше израсходования 50% от общего количества кислорода на плавку приводит к преждевременному снижению скорости обезуглероживания в связи с резким охлаждающим действием присадок, замедлением вследствие этого массопереноса в ванне и уменьшением подачи кислорода с дутьем (в период ввода сыпучих переходят на продувку расплава газовой смесью нейтрального газа с кислородом). Преждевременное снижение скорости обезуглероживания конвертерной ванны сопровождается накоплением кислорода в ванне в растворенном виде и в виде оксидов в шлаке, что снижает эффективность восстановления оксидов марганца и увеличивает вероятность выбросов металла и шлака. Reducing the duration of oxygen blowing and the addition of manganese-containing materials before 50% of the total amount of oxygen is consumed for melting leads to a premature decrease in the decarburization rate due to the sharp cooling effect of the additives, slowing down the mass transfer in the bath and a decrease in the oxygen supply with blast to purge the melt with a gas mixture of neutral gas with oxygen). A premature decrease in the decarburization rate of the converter bath is accompanied by the accumulation of oxygen in the bath in dissolved form and in the form of oxides in the slag, which reduces the efficiency of reduction of manganese oxides and increases the likelihood of metal and slag emissions.
Увеличение продолжительности кислородной продувки и присадка марганецсодержащих материалов по израсходованию более чем 75% от общего количества кислорода на плавку приводит к проведению восстановления оксидов марганца в конце операции с нежелательным переохлаждением конвертерной ванны вследствие резкого охлаждающего действия присаживаемых марганецсодержащих и углеродосодержащих материалов, удлинению плавки, снижению эффективности восстановления оксидов марганца. An increase in the duration of oxygen blowing and the addition of manganese-containing materials to consume more than 75% of the total amount of oxygen per smelting leads to the reduction of manganese oxides at the end of the operation with undesirable overcooling of the converter bath due to the sharp cooling effect of the seated manganese-containing and carbon-containing materials, lengthening of the smelting, and reduction of the recovery efficiency manganese oxides.
Оставшуюся часть марганецсодержащих материалов присаживают одновременно с углеродосодержащими материалами в соотношении 1: (0,25-0,75), что обеспечивает высокую степень восстановления марганца. The rest of the manganese-containing materials are seated simultaneously with carbon-containing materials in a ratio of 1: (0.25-0.75), which provides a high degree of reduction of manganese.
При соотношении расходов марганецсодержащих и углесодержащих материалов менее 1 : (0,25-,0,75) невосстановленная часть оксидов марганца переходит в шлак, поддерживая его достаточную жидкоподвижность и высокую рафинированную способность, степень восстановления марганца при этом будет гораздо меньше. When the ratio of the costs of manganese-containing and carbon-containing materials is less than 1: (0.25-, 0.75), the unreduced part of the manganese oxides passes into the slag, maintaining its sufficient fluidity and high refined ability, the degree of manganese reduction in this case will be much less.
При соотношении расходов марганецсодержащих и углесодержащих материалов более 1: (0,25-0,75), избыток присаживаемых углесодержащих материалов раскисляет шлак, снижая при этом содержание оксидов железа в нем, шлак становится менее подвижным. Ослабляется барботаж ванны, замедляется массоперенос кислорода в ней при снижении скорости обезуглероживания в конце продувки. Резко уменьшается поверхность контакта шлак - металл, что в целом снижает эффективность восстановления оксидов марганца. When the ratio of the costs of manganese-containing and carbon-containing materials is more than 1: (0.25-0.75), an excess of carbon-containing materials that are deposited deoxidizes the slag, while reducing the content of iron oxides in it, the slag becomes less mobile. The bubbling of the bath is weakened, the mass transfer of oxygen in it slows down with a decrease in the decarburization rate at the end of the purge. The slag-metal contact surface sharply decreases, which generally reduces the efficiency of reduction of manganese oxides.
После присадки марганецсодержащих и углесодержащих материалов продувку расплава продолжают смесью нейтрального газа и кислорода с увеличением содержания кислорода в смеси до 35-50% и поддержанием его до конца операции, что преследует своей целью обеспечение интенсивного перемешивания расплава для создания максимального контакта между восстановителем и восстанавливаемым оксидом, что при прочих равных условиях обеспечивает высокую степень восстановления марганца. After the addition of manganese-containing and carbon-containing materials, the melt is purged with a mixture of neutral gas and oxygen with an increase in the oxygen content in the mixture up to 35-50% and maintaining it until the end of the operation, which aims to ensure intensive mixing of the melt to create maximum contact between the reducing agent and the reduced oxide, which, all other things being equal, provides a high degree of reduction of manganese.
На заключительной стадии операции, когда уменьшается скорость окисления углерода в основной части конвертерной ванны и усиливается влияние марганца на окисленность ванны получению менее окисленного металла способствует перемешивание реагирующих фаз смесью нейтрального газа с кислородом. At the final stage of the operation, when the rate of carbon oxidation in the main part of the converter bath decreases and the effect of manganese on the oxidation of the bath increases, the production of a less oxidized metal is facilitated by the mixing of the reacting phases with a mixture of neutral gas and oxygen.
Содержание кислорода в смеси не должно быть менее 35%, иначе изменение окислительного потенциала газовой фазы в условиях недостатка кислорода приведет к невозможности одновременного окислительного рафинирования металла, удлинению операции и снижению технико-экономических показателей процесса. The oxygen content in the mixture should not be less than 35%, otherwise, a change in the oxidative potential of the gas phase under conditions of oxygen deficiency will lead to the impossibility of simultaneous oxidative refining of the metal, to lengthen the operation and reduce the technical and economic parameters of the process.
Содержание кислорода в газовой смеси для перемешивания расплава не должно быть больше 50%, в противном случае при совмещении процессов восстановления марганца из оксидов с окислительным рафинированием металла избыток кислорода приведет к увеличению содержания окислов железа в шлаке и окисленности металла. The oxygen content in the gas mixture for mixing the melt should not be more than 50%, otherwise, when combining the processes of reduction of manganese from oxides with oxidative refining of the metal, an excess of oxygen will lead to an increase in the content of iron oxides in the slag and the oxidation of the metal.
Пример. В 160-тонном конвертере заливают чугун в количестве 146 т. Температура заливаемого чугуна 1410oC, химический состав, %: C 4,2; Si 0,85; Mn 0,57; S 0,016; P 0,21.Example. In a 160-ton converter cast iron is poured in an amount of 146 tons. The temperature of cast iron is 1410 o C, chemical composition,%: C 4.2; Si 0.85; Mn 0.57; S 0.016; P 0.21.
Затем конвертер переводят в рабочее положение, вводят марганцевую руду в количестве 0,5 т (10% от общего расхода), известь - 0,5 т и в качестве легкого восстановителя выбойку футеровки электролизеров (с высоким содержанием алюминия) - 0,125 т; при этом соотношение расходов марганцевой руды, извести и Al - выбойки выдерживают равным 1:1:0,25. Далее опускают кислородную фурму и продувают расплав газовыми струями одновременно подавая азот и кислород, причем расход азота составляет 280 м3/мин, а кислорода 120 м3/мин, что соответствует содержанию последнего в смеси 30% в течение 4 мин (15% общей продолжительности продувки), после чего переходят на продувку расплава кислородом, продолжительность которой 18 мин, что соответствует израсходованию 68% общего количества кислорода на плавку, затем скачивают шлак, вводят оставшуюся часть марганцевой руды в количестве 4,5 т и антрацит - 2 т, что соответствует соотношению марганцевой руды и антрацита 1:0,44 и продолжают продувку расплава газовой смесью до конца операции, одновременно подавая кислород и азот, причем расход азота - 240 м3/мин, а кислорода - 160 м3/мин, что соответствует содержанию кислорода в газовой смеси 40%. По ходу продувки дополнительно присаживают шлакообразующие материалы и перемещают фурму в вертикальном направлении. Температура металла на повалке - 1620oC, металл содержит, %: C 0,10; Mn 0,48; P 0,010; S 0,010. Основность шлака составляет 4,2, содержание FeO 21,4%, выход годного металла 95%.Then the converter is transferred to the working position, manganese ore is introduced in an amount of 0.5 tons (10% of the total consumption), lime - 0.5 tons, and as a light reducing agent, knocking out the lining of electrolytic cells (with a high aluminum content) - 0.125 tons; while the ratio of the costs of manganese ore, lime and Al - blasting is maintained equal to 1: 1: 0.25. Next, the oxygen lance is lowered and the melt is blown with gas jets simultaneously supplying nitrogen and oxygen, with a nitrogen flow rate of 280 m 3 / min and an oxygen flow rate of 120 m 3 / min, which corresponds to a content of the latter in the mixture of 30% for 4 min (15% of the total duration blowing), after which they switch to blowing the melt with oxygen, the duration of which is 18 minutes, which corresponds to the consumption of 68% of the total amount of oxygen for smelting, then slag is downloaded, the remainder of the manganese ore is introduced in the amount of 4.5 tons and anthracite is 2 tons, which corresponds to etstvuet ratio of manganese ore and anthracite 1: 0.44 and continue to purge gas mixture to the melt end of the operation, while supplying oxygen and nitrogen, wherein the nitrogen flow - 240 m 3 / min, and oxygen - 160 m 3 / min, which corresponds to the content of oxygen in a gas mixture of 40%. During the purge, slag-forming materials are additionally planted and the lance is moved in the vertical direction. The temperature of the metal on the quill - 1620 o C, the metal contains,%: C 0.10; Mn 0.48; P 0.010; S 0.010. The basicity of the slag is 4.2, the FeO content of 21.4%, the yield of metal 95%.
Заявляемый способ выплавки стали промышленно применим в кислородно-конвертерном производстве. The inventive method of steelmaking is industrially applicable in oxygen-converter production.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1071643, C 21 C 5/28, 1984.Sources of information
1. USSR author's certificate N 1071643, C 21 C 5/28, 1984.
2. Авторское свидетельство СССР N 910779. C 21 C 5/28, 1982. 2. Copyright certificate of the USSR N 910779. C 21 C 5/28, 1982.
3. Авторское свидетельство СССР N 1013489, C 21 C 5/28, 1983. 3. USSR author's certificate N 1013489, C 21 C 5/28, 1983.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101771A RU2135601C1 (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Method of steel melting in converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98101771A RU2135601C1 (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Method of steel melting in converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2135601C1 true RU2135601C1 (en) | 1999-08-27 |
Family
ID=20201800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98101771A RU2135601C1 (en) | 1998-01-19 | 1998-01-19 | Method of steel melting in converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2135601C1 (en) |
-
1998
- 1998-01-19 RU RU98101771A patent/RU2135601C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2559154C (en) | Method for a direct steel alloying | |
| RU2135601C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JPS6250545B2 (en) | ||
| JPH0437136B2 (en) | ||
| JPH0141681B2 (en) | ||
| JP3158912B2 (en) | Stainless steel refining method | |
| RU2107737C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JP2003147430A (en) | Reducing agent for steelmaking, and steelmaking method | |
| RU2269578C1 (en) | Rail steel melting method in electric arc furnace | |
| JPH11131122A (en) | Method of decarburizing refining crude molten stainless steel using blast furnace molten iron and ferro chromium alloy | |
| RU2177508C1 (en) | Method of steel melting in converter | |
| JP3233304B2 (en) | Production of low Si, low S, and high Mn hot metal with smelting reduction of Mn ore | |
| JP4598220B2 (en) | Hot metal processing method using decarburized iron | |
| JP3419254B2 (en) | Hot metal dephosphorization method | |
| JP4224197B2 (en) | Hot metal dephosphorization method with high reaction efficiency | |
| RU2233890C1 (en) | Method of making low-carbon steel in oxygen converter | |
| JPS59566B2 (en) | Continuous desulfurization and dephosphorization method for hot metal | |
| RU2254380C1 (en) | Method of production of rail steel | |
| JP3462659B2 (en) | Method for desulfurizing hot metal of electric arc furnace for stainless steel | |
| SU1071645A1 (en) | Method for making steel | |
| JPH116006A (en) | Sub raw material charging method into converter | |
| RU1786089C (en) | Scrap process of steelmaking | |
| RU2103379C1 (en) | Method of smelting low-carbon steels | |
| RU2289630C2 (en) | Melt metal bath metallurgical processing method | |
| RU2186856C1 (en) | Composite blend for smelting alloyed steels |