RU2343206C1 - Smelting technique of steel in arc steel-smelting furnace - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method includes charging of scrap metal into furnace, pouring with liquid cast iron, carbon oxidation by oxygen gas, dephosphorisation, further steel discharge into ladle with furnace slag shutoff and leaving of 10-15% from total weight of liquid metal in furnace, feeding into ladle slag-forming mixture and ferroalloys. It is introduced into composition of charging iron-containing concentrate of fraction 80-300 mm and iron mass fraction not less than 75% in amount 3-8% from charging weight.

EFFECT: cost saving, reduction of melting duration, increasing of steel dephosphorisation degree.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам выплавки стали в дуговых электропечах.The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to methods for steel smelting in electric arc furnaces.

Известен выбранный в качестве прототипа способ выплавки стали в дуговой электропечи, включающий завалку металлолома и извести, расплавление металлолома, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш и присадку в ковш во время выпуска шлакообразующей смеси, состоящей из извести и плавикового шпата, отличающийся тем, что заливают жидкий чугун в количестве 30-60% от массы завалки при содержании в нем, мас.%: углерода 2,0-3,5, менее 0,01 кремния, менее 0,015 фосфора, менее 0,025 серы, причем чугун заливают при температуре 1280-1400°С сверху в печь после проплавления металлолома при расходе электроэнергии 180-300 кВт·ч/т металлолома, температуру в печи при окислении углерода поддерживают не более 1700°С, выпуск стали в ковш проводят с отсечкой печного шлака с оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подают в ковш во время выпуска стали шлакообразующую смесь при соотношении в ней извести и плавикового шпата (0,8-1,2):(0,2-0,5) с расходом 10-17 кг/т стали и присаживают ферросплавы [1].Known as a prototype is known a method of steelmaking in an electric arc furnace, including the filling of scrap metal and lime, melting of scrap metal, pouring molten iron, oxidation of carbon with gaseous oxygen, dephosphorization, the subsequent release of steel into the ladle and the additive into the ladle during the production of slag-forming mixture of lime and fluorspar, characterized in that liquid cast iron is poured in an amount of 30-60% by weight of the filling when the content in it, wt.%: carbon 2.0-3.5, less than 0.01 silicon, less than 0.015 phosphorus, less than 0.025 sulfur, haircut m cast iron is poured at a temperature of 1280-1400 ° C from above into the furnace after the melting of scrap metal at a power consumption of 180-300 kWh / t scrap metal, the temperature in the furnace during carbon oxidation is maintained no more than 1700 ° C, the steel is released into the ladle with a furnace cut-off slag leaving 10-15% of the total mass of liquid metal in the furnace; a slag-forming mixture is fed into the ladle during the steel production when the ratio of lime and fluorspar in it (0.8-1.2) :( 0.2-0.5 ) with a flow rate of 10-17 kg / t of steel and ferroalloys are planted [1].

Существенными недостатками данного способа выплавки стали в дуговой электропечи являются:Significant disadvantages of this method of steelmaking in an electric arc furnace are:

- повышенная себестоимость стали в связи с использованием дорогостоящего металлического лома;- increased cost of steel due to the use of expensive scrap metal;

- увеличенная длительность плавки из-за продолжительного времени, затрачиваемого на формирование печного шлака;- increased melting time due to the long time spent on the formation of furnace slag;

- низкая степень дефосфорации стали.- low degree of dephosphorization of steel.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются: снижение себестоимости, сокращение длительности плавки, повышение степени дефосфорации стали.The desired technical results of the invention are: cost reduction, reduction of the melting time, increase the degree of dephosphorization of steel.

Для этого предлагается способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи, включающий загрузку в печь завалки, содержащей металлолом, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подачу в ковш шлакообразующей смеси и ферросплавов, причем в состав завалки в количестве 3-8% от ее массы вводят железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства, фракцией 80-300 мм и массовой долей железа не менее 75%.To this end, a method for steel smelting in an electric arc furnace is proposed, which includes filling the furnace with scrap metal, pouring molten iron, oxidizing carbon with gaseous oxygen, dephosphorizing, then releasing the steel into the ladle with the furnace slag cut off and leaving 10-15% of the total liquid mass metal in the furnace, feeding into the ladle a slag-forming mixture and ferroalloys, moreover, iron-containing concentrate obtained from the processing of dump marten slag is introduced into the filling composition in an amount of 3-8% of its mass Skog and blast furnace fraction 80-300 mm and a Fe content of not less than 75%.

Заявляемые пределы подобраны опытным путем.The claimed limits are selected empirically.

Увеличение фракции вводимого железосодержащего концентрата более 300 мм приводит к снижению насыпной плотности металлошихты и увеличению длительности плавки. Использование железосодержащего концентрата фракции менее 80 мм приводит к образованию большого количества шлака, снижению производительности электропечных установок.An increase in the fraction of the introduced iron-containing concentrate more than 300 mm leads to a decrease in the bulk density of the metal charge and an increase in the duration of smelting. The use of iron-containing concentrate fractions of less than 80 mm leads to the formation of a large amount of slag, reducing the productivity of electric furnaces.

Применение железосодержащего концентрата с содержанием железа менее 75% приводит к повышенному шлакообразованию и увеличению длительности плавки.The use of an iron-containing concentrate with an iron content of less than 75% leads to increased slag formation and an increase in the duration of smelting.

Введение железосодержащего концентрата более 8% от массы завалки в ряде случаев приводит к поломке электродов в связи с высоким содержанием нетокопроводящей составляющей в концентрате. При снижении количества железосодержащего концентрата менее 3% от массы завалки не удавалось обеспечить более раннее по сравнению с существующей технологией формирование шлака и повысить степень дефосфорации стали.The introduction of an iron-containing concentrate of more than 8% by weight of the filling in some cases leads to breakdown of the electrodes due to the high content of the non-conductive component in the concentrate. With a decrease in the amount of iron-containing concentrate of less than 3% by weight of the filling, it was not possible to provide slag formation earlier than the existing technology and to increase the degree of steel dephosphorization.

Заявляемый способ выплавки стали был реализован при выплавке стали в дуговых электросталеплавильных печах типа ДСП-100И7. Выплавку проводили с использованием жидкого чугуна в количестве 25-40% от массы металлозавалки. Завалку металлолома проводили на оставшийся от предыдущей плавки шлак и металл массой 10-15 тонн. В составе завалки использовали железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства. Железосодержащий концентрат получали на установках переработки шлаков цеха шлакопереработки, фракцией 80-300 мм, массовой долей железа 75-89% и 11-25% шлаковой составляющей доменного и мартеновского производства. Железосодержащий концентрат загружали в середину бадьи, предназначенной для основной завалки. Для ускорения процесса проплавления металлошихты и окисления углерода использовали виртуальные фурмы горелки фирмы BSE, продувку кислородом проводили с общим расходом кислорода 8000-10000 м³/ч. Заливку чугуна осуществляли в печь сверху через носок чугуновозного ковша. Дефосфорацию осуществляли присадкой в печь через сводовое отверстие извести по 100-200 кг и спуском шлака самотеком через порог рабочего окна. Использование железосодержащего концентрата позволило (в связи с содержанием шлаковой составляющей) за счет раннего формирования шлака в печи повысить степень дефосфорации с 38-46% до 54%.The inventive method of steel smelting was implemented during steel smelting in electric arc furnace type DSP-100I7. Smelting was carried out using liquid cast iron in an amount of 25-40% by weight of a metal filling plant. Filling of scrap metal was carried out on slag and metal weighing 10-15 tons remaining from the previous smelting. An iron-containing concentrate obtained as a result of processing waste open-hearth slag and blast furnace production was used as part of the filling. Iron-containing concentrate was obtained at slag processing plants of the slag processing shop, with a fraction of 80-300 mm, a mass fraction of iron of 75-89% and 11-25% of the slag component of blast furnace and open-hearth production. The iron-containing concentrate was loaded into the middle of the tub intended for the main filling. To accelerate the process of melting the metal charge and carbon oxidation, virtual tuyeres of the BSE burner were used; oxygen purging was carried out with a total oxygen flow rate of 8000-10000 m ³ / h. Cast iron was poured into the furnace from above through the toe of an iron bucket. Dephosphorization was carried out by adding 100-200 kg of lime into the kiln through a lime bore hole and by gravity draining through the threshold of the working window. The use of iron-containing concentrate allowed (due to the content of the slag component) due to the early formation of slag in the furnace to increase the degree of dephosphorization from 38-46% to 54%.

После достижения необходимой температуры и содержания углерода нераскисленный металл выпускали без шлака при включенной печи в ковш. Во время выпуска металла из печи в ковш присаживали шлакообразующую смесь, состоящую из 400 кг извести и 200 кг плавикового шпата, а также силикомарганец из расчета введения марганца на нижний предел содержания его в готовой стали. Во время выпуска стали в ковш металл продувался азотом через донную пористую фурму с расходом до 20 м³/ч при давлении до 0,7 МПа. После выпуска ковш транспортировался на агрегат «ковш-печь» (АКП), где производилось дальнейшее доведение стали до требуемого химического состава и температуры разливки. Разливка стали проводилась на четырехручьвых МНЛЗ с сечением кристаллизатора 300×330 мм.After reaching the required temperature and carbon content, the non-oxidized metal was discharged without slag when the furnace was turned into a ladle. During the release of metal from the furnace, a slag-forming mixture consisting of 400 kg of lime and 200 kg of fluorspar, as well as silicomanganese was calculated in the ladle based on the introduction of manganese on the lower limit of its content in the finished steel. During the release of steel into the ladle, the metal was purged with nitrogen through a bottom porous lance with a flow rate of up to 20 m ³ / h at a pressure of up to 0.7 MPa. After release, the ladle was transported to the ladle-furnace unit (ACP), where steel was further brought to the required chemical composition and casting temperature. Steel was cast on four-arm continuous casting machines with a mold section of 300 × 330 mm.

Заявляемый способ обеспечил снижение себестоимости стали на 0,94%, сокращение длительности плавки на 1 мин, повышение степени дефосфорации стали на 1,8%.The inventive method has provided a reduction in the cost of steel by 0.94%, a reduction in the duration of smelting by 1 min, and an increase in the degree of dephosphorization of steel by 1.8%.

Источник информацииThe source of information

1. Пат. РФ 2258084 С21С 5/52.1. Pat. RF 2258084 C21C 5/52.

Claims (1)

Способ выплавки стали в дуговой электросталеплавильной печи, включающий загрузку в печь завалки, содержащей металлолом, заливку жидкого чугуна, окисление углерода газообразным кислородом, дефосфорацию, последующий выпуск стали в ковш с отсечкой печного шлака и оставлением 10-15% от общей массы жидкого металла в печи, подачу в ковш шлакообразующей смеси и ферросплавов, отличающийся тем, что в состав завалки в количестве 3-8% от ее массы вводят железосодержащий концентрат, полученный в результате переработки отвальных шлаков мартеновского и доменного производства, фракцией 80-300 мм и массовой долей железа не менее 75%. The method of steel smelting in an electric arc furnace, including loading into the furnace filling containing scrap metal, pouring molten iron, oxidizing carbon with gaseous oxygen, dephosphorization, the subsequent release of steel into the ladle with the furnace slag cut off and leaving 10-15% of the total liquid metal mass in the furnace feeding slag-forming mixture and ferroalloys into the ladle, characterized in that iron-containing concentrate obtained as a result of processing open-hearth waste slag and is introduced into the filling composition in an amount of 3-8% of its weight Domain Production fraction 80-300 mm and a Fe content of not less than 75%.