RU2637839C1 - Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application - Google Patents
Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application Download PDFInfo
- Publication number
- RU2637839C1 RU2637839C1 RU2016151579A RU2016151579A RU2637839C1 RU 2637839 C1 RU2637839 C1 RU 2637839C1 RU 2016151579 A RU2016151579 A RU 2016151579A RU 2016151579 A RU2016151579 A RU 2016151579A RU 2637839 C1 RU2637839 C1 RU 2637839C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flux
- slag
- steel
- steelmaking
- lime
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B5/00—Making pig-iron in the blast furnace
- C21B5/04—Making slag of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/04—Manufacture of hearth-furnace steel, e.g. Siemens-Martin steel
- C21C5/06—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
- C21C5/54—Processes yielding slags of special composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
- C21C7/04—Removing impurities by adding a treating agent
- C21C7/076—Use of slags or fluxes as treating agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/10—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals with refining or fluxing agents; Use of materials therefor, e.g. slagging or scorifying agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при производстве стали с использованием флюсов в качестве обрабатывающих реагентов.The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the production of steel using fluxes as processing reagents.
Известен сталеплавильный флюс, получаемый способом стабилизации распадающегося (белого) рафинировочного ковшевого шлака внепечной обработки стали в установке ковш-печь [1] путем введения добавки оксида бора в виде природных минералов на основе бора, включая борную кислоту, буру, колеманит, боратовую руду и др. в количестве 0,5-1,5% от массы обрабатываемого шлака.Known steelmaking flux obtained by the method of stabilizing disintegrating (white) refining ladle slag after-furnace steel treatment in a ladle furnace [1] by introducing an addition of boron oxide in the form of natural boron-based minerals, including boric acid, borax, colemanite, borate ore, etc. in the amount of 0.5-1.5% by weight of the processed slag.
Недостатками известного флюса является использование борсодержащих компонентов для стабилизации шлака, содержащих попутно такие вредные примеси как сера, водород, натрий, мышьяк, кроме того, в колеманите содержится гипс, который в процессе обработки разлагается с выделением кристаллизационной влаги, сульфида кальция, элементарной серы и атомарных кислорода и водорода, которые взаимодействуют с металлом и снижают его качество, мышьяк может восстанавливаться в выплавляемом металле и снижать его качество, а также является ядовитым элементом.The disadvantages of the known flux is the use of boron-containing components to stabilize the slag, containing incidentally such harmful impurities as sulfur, hydrogen, sodium, arsenic, in addition, colemanite contains gypsum, which decomposes during processing with the release of crystallization moisture, calcium sulfide, elemental sulfur and atomic oxygen and hydrogen, which interact with the metal and reduce its quality, arsenic can be restored in the melted metal and reduce its quality, and is also a toxic element ntom.
Известно использование в качестве сталеплавильного флюса распадающегося ковшевого шлака с установки ковш-печь [2]. Способ получения флюса включает затвердевание шлакового расплава, распад, фракционирование с извлечением металла и окомкованием до фракции 5-20 мм. Полученный окомкованый флюс добавляют вместе с извлеченным металлом в печь в количестве 3-8 кг/т стали через 10-20 секунд после образования расплавленной ванны металла.It is known to use disintegrating ladle slag from a ladle furnace installation as a steelmaking flux [2]. A method for producing flux includes solidification of slag melt, decomposition, fractionation with metal extraction and pelletizing to a fraction of 5-20 mm. The obtained pelletized flux is added together with the extracted metal to the furnace in an amount of 3-8 kg / t of steel 10-20 seconds after the formation of the molten metal bath.
Недостатками сталеплавильного флюса и способа его получения являются отсутствие стабилизации шлака, приводящее к его распаду в мелкодисперсный порошок при затвердевании и необходимости просеивания, дробления и окомкования перед подачей в печь, что существенно усложняет процесс. При окомковании, как правило, используется вода, а наличие влаги в шлакообразующих компонентах сталеплавильной шихты приводит к перерасходу электроэнергии и повышению содержания водорода в стали. Возможность использования флюса в количестве 3-8 кг/т стали по балансу производства стали не обеспечивает полный рециклинг распадающегося шлака, т.к. на стадии внепечной обработки в установке ковш-печь объем образование шлака составляет 15-20 кг/т стали.The disadvantages of the steelmaking flux and the method of its production are the lack of slag stabilization, which leads to its disintegration into fine powder during solidification and the need for sieving, crushing and pelletizing before being fed into the furnace, which significantly complicates the process. When pelletizing, water is usually used, and the presence of moisture in the slag-forming components of the steelmaking charge leads to an excessive consumption of electricity and an increase in the hydrogen content in steel. The possibility of using flux in the amount of 3-8 kg / t of steel according to the balance of steel production does not provide complete recycling of decaying slag, because at the stage of out-of-furnace treatment in the ladle-furnace installation, the volume of slag formation is 15–20 kg / t of steel.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому решению является сталеплавильный флюс, получаемый путем рециклинга распадающегося ковшевого шлака [3]. Способ предусматривает добавку белого шлака в жидком или твердом виде в расплавленную сталь. При этом жидкий белый шлак добавляют в расплавленную сталь, а распадающийся твердый охлаждают в шлаковне, дробят, просеивают и окомковывают до размера фракций 10-80 мм. Шлак добавляют в расплавленную сталь в количестве не более 6 кг/т стали при этом каждый добавленный кг/т стали заменяет 0,5 кг/т стали флюорита и 0,5 кг/т стали извести.The closest in technical essence and the achieved results to the proposed solution is steelmaking flux obtained by recycling of decaying ladle slag [3]. The method involves adding white slag in liquid or solid form to molten steel. In this case, liquid white slag is added to the molten steel, and the decaying solid is cooled in the slag, crushed, sieved and pelletized to a fraction size of 10-80 mm. Slag is added to molten steel in an amount of not more than 6 kg / t of steel, with each added kg / t of steel replacing 0.5 kg / t of fluorite steel and 0.5 kg / t of lime steel.
Недостатками известного решения являются сложность организации подачи жидкого шлака из сталеразливочного ковша в печь в период расплавления стали, что обусловлено типовыми конструктивными особенностями зданий сталеплавильных цехов и их грузопотоков и практически исключает использование метода при массовом промышленном производстве стали. Отсутствие стабилизации твердого белого шлака от внепечной обработки стали приводит к необходимости многостадийной его подготовки. Технологические операции охлаждения, дробления, просеивания и окомкования существенно удорожают процесс производства флюса. При окомковании, как правило, используется вода, а наличие влаги в шлакообразующих компонентах сталеплавильной шихты приводит к перерасходу электроэнергии и повышению содержания водорода в стали. Кроме того, использование белого шлака в количестве не более 6 кг/т стали не обеспечивает его полный рециклинг, а замена в общей сложности только 3 кг/т стали флюорита и 3 кг/т стали извести не дает значимого экономического эффекта.The disadvantages of the known solution are the difficulty in organizing the supply of liquid slag from the steel pouring ladle to the furnace during the period of steel melting, which is due to the typical design features of the buildings of steelmaking shops and their cargo flows and virtually eliminates the use of the method in mass industrial steel production. The lack of stabilization of solid white slag from out-of-furnace steel processing necessitates a multi-stage preparation. Technological operations of cooling, crushing, sieving and pelletizing significantly increase the cost of flux production. When pelletizing, water is usually used, and the presence of moisture in the slag-forming components of the steelmaking charge leads to an excessive consumption of electricity and an increase in the hydrogen content in steel. In addition, the use of white slag in an amount of not more than 6 kg / t of steel does not ensure its complete recycling, and the replacement of a total of only 3 kg / t of fluorite steel and 3 kg / t of lime steel does not give a significant economic effect.
В основу изобретения поставлена задача создания сталеплавильного флюса с высоким содержанием оксидов кальция, обладающего низкой температурой плавления 1350-1465°С и высокой реакционной способностью, обеспечивающего формирование первичного шлака для интенсификации сталеплавильных процессов плавления, окисления, дефосфорации и рафинирования стали в печи и снижение потребления таких сырьевых ресурсов как известь, известняк, доломит и флюорит, а также способа получения такого флюса с низкой себестоимостью и отсутствием негативного воздействия на окружающую среду за счет исключения образования отходов.The basis of the invention is the task of creating a steelmaking flux with a high content of calcium oxides having a low melting point of 1350-1465 ° C and high reactivity, which provides the formation of primary slag for the intensification of steelmaking processes of melting, oxidation, dephosphorization and refining of steel in the furnace and reduce the consumption of such raw materials such as lime, limestone, dolomite and fluorite, as well as a method for producing such a flux with low cost and no negative impact environmental impact by eliminating waste generation.
Ожидаемым техническим результатом изобретения являются:The expected technical result of the invention are:
• Обеспечение технологических режимов производства сталеплавильного флюса с низкой температурой плавления и высокой реакционной способностью;• Ensuring technological conditions for the production of steelmaking flux with a low melting point and high reactivity;
• интенсификация процессов плавления, окисления, дефосфорации и рафинирования стали в печи при использовании флюса;• intensification of the processes of melting, oxidation, dephosphorization and refining of steel in the furnace using flux;
• снижение потребления извести, известняка, доломита и флюорита;• reduced consumption of lime, limestone, dolomite and fluorite;
• снижение себестоимости производства флюса;• reduction in the cost of production of flux;
• снижение негативного воздействия на окружающую среду.• reduction of negative environmental impact.
Поставленная задача решается тем, что сталеплавильный флюс «Экошлак», содержащий оксиды кальция, магния, железа, алюминия и диоксид кремния, представляет собой термически стабилизированный ковшевой шлак (ТСКШ) фракции 5-70 мм, средний минералогический состав которого соответствует твердым растворам на основе двухкальциевого силиката β-модификации (β-C2S), алюмината кальция (С12А7), и шпинели (MgA) и/или периклаза (MgO) и содержит указанные компоненты при следующем соотношении оксидов, мас. %:The problem is solved in that the Ekoshlak steelmaking flux containing calcium, magnesium, iron, aluminum and silicon dioxide oxides is a thermally stabilized ladle slag (TSSh) fraction 5-70 mm, the average mineralogical composition of which corresponds to solid solutions based on dicalcium β-modification silicate (β-C 2 S), calcium aluminate (C 12 A 7 ), and spinel (MgA) and / or periclase (MgO) and contains these components in the following ratio of oxides, wt. %:
Способ получения сталеплавильного флюса «Экошлак» включает подачу сырьевых компонентов, их обработку и выделение целевого продукта, при этом сырьем является расплав ковшевого шлака, который термически стабилизируют в установке кристаллизации шлака путем ускоренного охлаждения в интервале температур 1600→600°С со скоростью 30-100°С/сек, обеспечивающей кристаллизацию двухкальциевого силиката (C2S) в метастабильной фазе βL и получение кондиционного продукта кусковой формы фракции 5-70 мм.The method for producing Ekoshlak steelmaking flux includes feeding raw materials, processing them and isolating the target product, the raw material being ladle slag melt, which is thermally stabilized in the slag crystallization unit by means of accelerated cooling in the temperature range 1600 → 600 ° С at a speed of 30-100 ° C / sec, providing crystallization of dicalcium silicate (C 2 S) in the metastable phase β L and obtaining a conditioned product lumpy fraction of 5-70 mm
Способ применения сталеплавильного флюса «Экошлак» включает добавку флюса в сталеплавильную печь в количестве 15-20 кг/т стали в завалку с металлошихтой и/или в процессе расплавления металлошихты, при этом 1 кг/т стали флюса замещает 0,3-1,0 кг/т стали извести и флюорита.The method of application of Ekoshlak steelmaking flux includes the addition of flux to the steelmaking furnace in the amount of 15-20 kg / t of steel in the filling with the metal charge and / or in the process of melting the metal charge, while 1 kg / t of flux steel replaces 0.3-1.0 kg / t of lime and fluorite steel.
Сталеплавильный флюс «Экошлак» фракции менее 5 мм пригоден для использования в качестве основного исходного материала для изготовления крупнокускового флюса способом брикетирования с добавлением отсева извести и/или известняка при следующем содержании компонентов шихты, мас. %:Steel-smelting flux “Ekoshlak” of a fraction of less than 5 mm is suitable for use as the main starting material for the manufacture of large flux by the briquetting method with the addition of lime and / or limestone screening at the following content of the charge components, wt. %:
Сталеплавильный флюс «Экошлак» фракции менее 5 мм также может использоваться в качестве добавки к основному связующему в шихту для изготовления брикетированного известково-железистого флюса (ИЖФ), который содержит пыль газоочистки и окалину при следующем содержании компонентов шихты, мас. %:Ekoshlak steelmaking flux of a fraction of less than 5 mm can also be used as an additive to the main binder in the charge for the manufacture of briquetted calc-iron flux (ILF), which contains gas purification dust and scale at the following content of the charge components, wt. %:
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.A causal relationship between the totality of the essential features of the proposed method and the achieved technical result is as follows.
• Низкая температура плавления и высокая реакционная способность сталеплавильного флюса «Экошлак» достигаются за счет минералогического состава который представлен эвтектикой твердых растворов на основе двухкальциевого силиката (β-C2S), алюмината кальция (С12А7) и шпинели (MgA) и/или периклаза (MgO) с температурой плавления 1425-1465°С при указанном соотношении оксидов.• The low melting point and high reactivity of the steelmaking flux “Ekoshlak” are achieved due to the mineralogical composition which is represented by the eutectic of solid solutions based on dicalcium silicate (β-C 2 S), calcium aluminate (C 12 A 7 ) and spinel (MgA) and / or periclase (MgO) with a melting point of 1425-1465 ° C at the indicated ratio of oxides.
• Интенсификация процессов плавления, окисления, дефосфорации и рафинирования стали в печи достигается за счет легкоплавких свойств флюса «Экошлак», способствующих ускоренному формированию первичного шлака, насыщенного оксидами кальция и железа, обеспечивающего благоприятные условия для удаления фосфора, усвоения извести и сокращение периода расплавления металлошихты, и соответственно, плавки в целом.• The intensification of the processes of steel melting, oxidation, dephosphorization and refining in the furnace is achieved due to the fusible properties of the Ekoshlak flux, which contribute to the accelerated formation of primary slag saturated with calcium and iron oxides, which provides favorable conditions for phosphorus removal, lime assimilation and a reduction in the time of melting of the metal charge, and, accordingly, swimming trunks in general.
• Снижение расхода извести, известняка, доломита и плавикового шпата в печи достигается при эквивалентной замене СаО извести на СаО флюса «Экошлак» в пропорции от 1:3 до 1:1. и повышении степени усвоения извести за счет быстрого растворения легкоплавкого флюса эвтектического состава, что способствует быстрому формированию первичного шлака с высокой жидкоподвижностью, в котором известь растворяется быстрее и применение флюорита для разжижения шлака не требуется.• Reducing the consumption of lime, limestone, dolomite and fluorspar in the furnace is achieved with the equivalent replacement of CaO lime with CaO flux "EcoShlak" in a ratio of 1: 3 to 1: 1. and increasing the degree of assimilation of lime due to the rapid dissolution of the fusible flux of the eutectic composition, which contributes to the rapid formation of primary slag with high liquid mobility, in which lime dissolves faster and the use of fluorite to dilute the slag is not required.
• Снижение себестоимости производства сталеплавильного флюса «Экошлак» достигается за счет применения в качестве сырья расплава ковшевого шлака и способа его переработки с минимальными затратами человеческих, энергетических и материальных ресурсов непосредственно из расплава в кондиционную продукцию фракции 5-70 мм путем термической стабилизации расплава в интервале температур 1600→600°С со скоростью охлаждения 30-100°С/сек, обеспечивающей кристаллизацию двухкальциевого силиката (C2S) в βL-модификации.• Reducing the cost of production of Ekoshlak steelmaking flux is achieved by using ladle slag as a melt and a method of processing it with minimal human, energy and material resources directly from the melt into 5–70 mm fractions by thermal stabilization of the melt in the temperature range 1600 → 600 ° С with a cooling rate of 30-100 ° С / sec, providing crystallization of dicalcium silicate (C 2 S) in β L- modification.
• Снижение негативного воздействия на окружающую среду достигается за счет исключения образования отходов и выбросов фторсодержащих веществ при замене флюорита на флюс «Экошлак», исключения пылеобразования, накопления и хранения распадающегося ковшевого шлака в отвалах, а также снижения выбросов СO2 при снижении потребления и производства извести.• Reducing the negative impact on the environment is achieved by eliminating the generation of waste and emissions of fluorine-containing substances when replacing fluorite with Ekošlak flux, eliminating dust generation, accumulation and storage of decaying ladle slag in dumps, and also reducing CO 2 emissions while reducing consumption and lime production .
Сущность предложенного решения заключается в получении необходимых термодинамических свойств и параметров сталеплавильного флюса «Экошлак», имеющего химический состав, мас. %: оксид кальция 45-65; оксид алюминия 5-25; оксид кремния 5-20; оксид магния 4-15; оксиды железа общее 0,1-2,0, и средний минералогический состав которого представлен эвтектикой твердых растворов на основе двухкальциевого силиката (β-C2S), алюмината кальция (C12A7) и шпинели (MgA) и/или периклаза (MgO) и получен путем термической стабилизации расплава ковшевого шлака, обеспечивающей кристаллизацию двухкальциевого силиката (C2S) в βL-модификации, не подверженной силикатному распаду. Исходным сырьем для сталеплавильного флюса «Экошлак» являются ковшевые шлаки, химический состав которых в указанных диапазонах содержания оксидов соответствует технологическим режимам внепечной обработки при производстве любых марок стали. Таким образом, весь ковшевой шлак текущего производства может быть подвержен термической стабилизации и в режиме полного рециклинга использоваться в качестве сталеплавильного флюса при выплавке стали.The essence of the proposed solution is to obtain the necessary thermodynamic properties and parameters of the steelmaking flux "Ekoshlak" having a chemical composition, wt. %: calcium oxide 45-65; alumina 5-25; silica 5-20; magnesium oxide 4-15; iron oxides total 0.1-2.0, and the average mineralogical composition of which is represented by the eutectic of solid solutions based on dicalcium silicate (β-C 2 S), calcium aluminate (C 12 A 7 ) and spinel (MgA) and / or periclase ( MgO) and obtained by thermal stabilization of the ladle slag melt, which provides crystallization of dicalcium silicate (C 2 S) in β L -modification, not subject to silicate decomposition. The raw materials for the Ekoshlak steelmaking flux are ladle slags, the chemical composition of which in the indicated ranges of oxide content corresponds to the technological regimes of out-of-furnace treatment in the production of any steel grades. Thus, the entire ladle slag of the current production can be subject to thermal stabilization and in the full recycling mode can be used as a steel-smelting flux for steelmaking.
Шлаковый расплав с наличием двухкальциевого силиката C2S можно закристаллизовать в метастабильной фазе βL путем быстрого охлаждения в интервале температур 1600-600°С при фазовом превращении из α'-фазы в βL-фазу, не переходящую в дальнейшем в γ-фазу. Затвердевание шлакового расплава, формирование крупности затвердевшего шлака осуществляют в межшаровом пространстве металлических шаров в момент заливки и вращения установки кристаллизации шлака. Это является процессом термической стабилизации. В результате термической стабилизации получают кондиционный продукт фракции 5-70 мм, с низкой температурой плавления 1350-1450°С.A slag melt with the presence of dicalcium silicate C 2 S can be crystallized in the metastable phase β L by rapid cooling in the temperature range 1600-600 ° C during the phase transformation from the α'-phase to β L -phase, which does not subsequently pass into the γ-phase. The solidification of the slag melt, the formation of the size of the solidified slag is carried out in the inter-ball space of metal balls at the time of filling and rotation of the slag crystallization unit. This is a thermal stabilization process. As a result of thermal stabilization get a conditioned product fraction 5-70 mm, with a low melting point 1350-1450 ° C.
Сталеплавильный флюс «Экошлак» фракции менее 5 мм используют в качестве основного исходного материала для изготовления крупнокускового флюса способом брикетирования с добавлением отсева извести и/или в качестве добавки к основному связующему в шихту для изготовления брикетированного известково-железистого флюса (ИЖФ), который содержит пыль газоочистки и окалину.Ekoshlak steelmaking flux of a fraction of less than 5 mm is used as the main starting material for the production of lump flux by briquetting with the addition of lime screenings and / or as an additive to the main binder in the mixture for the manufacture of briquetted calcareous gland flux (IHF), which contains dust gas purification and scale.
Сталеплавильный флюс «Экошлак» фракции 5-70 мм и брикеты на его основе или связке подают в сталеплавильную печь в завалку с металлошихтой и/или в начальный период плавления для обеспечения раннего формирования высокоосновного жидкоподвижного первичного шлака, способствующего быстрому усвоению извести и интенсификации процессов плавления, окисления, дефосфорации и рафинирования стали.The Ekoshlak steelmaking flux of 5-70 mm fractions and briquettes based on it or a binder are fed into the steelmaking furnace with metal charge and / or during the initial melting period to ensure the early formation of highly basic liquid mobile primary slag, which facilitates the rapid absorption of lime and the intensification of melting processes, oxidation, dephosphorization and refining of steel.
Сталеплавильные ковшевые шлаки образуются при обработке стали на установке ковш-печь и относятся к так называемым распадающимся шлакам. В распадающихся шлаках основными минералами являются соединения силикатов, а именно двухкальциевый силикат (C2S), при охлаждении которого в температурном интервале с 1425°С до 500°С происходят полиморфные превращения, причем завершающее фазовое превращение из β-фазы в γ-фазу происходит в интервале 630-500°C с увеличением объема кристаллической решетки на 12%. Охлаждение шлака в естественных условиях сопровождается силикатным распадом и затвердевший продукт превращается в мелкодисперсный порошок. Наличие в составе шлака свободного оксида кальция СаО (неусвоенной извести) после затвердевания расплава приводит к его гидратации, в результате которой продукт увеличивается в объеме и разрушается, происходит известковый распад. Кроме того, в ковшевых шлаках всегда содержатся металлические включения, которые обычно выделяют с помощью магнитной сепарации в виде металлического скрапа.Steelmaking ladle slags are formed during the processing of steel at the ladle furnace and are referred to as the so-called decaying slag. The main minerals in decaying slags are silicate compounds, namely dicalcium silicate (C 2 S), upon cooling of which polymorphic transformations occur in the temperature range from 1425 ° C to 500 ° C, and the final phase transformation from the β phase to the γ phase occurs in the range of 630-500 ° C with an increase in the volume of the crystal lattice by 12%. In vivo cooling of the slag is accompanied by silicate decomposition and the hardened product turns into a fine powder. The presence of free calcium oxide CaO (undigested lime) in the slag after solidification of the melt leads to its hydration, as a result of which the product increases in volume and is destroyed, and lime decay occurs. In addition, ladle slag always contains metal inclusions, which are usually isolated by magnetic separation in the form of metal scrap.
С целью предотвращения процесса самораспада ковшевого шлака возможна и иногда применяется в промышленности его стабилизация химическим и термическим способами. Химическая и кристаллохимическая стабилизация воздействуют на изменение исходного состава ковшевого шлака путем введения в расплав специальных стабилизирующих добавок на основе оксидов алюминия, кремния, бора, фосфора и др. Насыщение ковшевого шлака оксидами алюминия и кремния приводит к уменьшению его основности, к уменьшению содержания фазы двухкальциевого силиката (С2S) и, следовательно, к снижению его металлургических свойств при использовании в печи в качестве сталеплавильного флюса. Введение оксидов бора для замещения ионов Са+ ионами В+ в решетке (C2S) и предотвращения силикатного распада при использовании шлака в печи сопровождается переходом бора в сталь, наличие которого является вредным фактором для большинства марок стали и футеровки печи. Повышение фосфора в шлаке негативно влияет на процесс дефосфорации металла в печи.In order to prevent the process of self-decomposition of ladle slag, it is possible and sometimes used in industry to stabilize it by chemical and thermal methods. Chemical and crystallochemical stabilization affect the change in the initial composition of ladle slag by introducing special stabilizing additives based on aluminum, silicon, boron, phosphorus, etc. into the melt. Saturation of ladle slag with aluminum and silicon oxides leads to a decrease in its basicity, to a decrease in the content of dicalcium silicate phase (C 2 S) and, consequently, to a decrease in its metallurgical properties when used in a furnace as a steelmaking flux. The introduction of boron oxides to replace Ca + ions with B + ions in the (C 2 S) lattice and to prevent silicate decomposition when using slag in a furnace is accompanied by a transition of boron into steel, the presence of which is harmful to most grades of steel and furnace lining. The increase in phosphorus in the slag adversely affects the process of metal dephosphorization in the furnace.
Термическая стабилизация подразумевает закалочное охлаждение расплава без изменения исходного химического состава шлака и сохранение его металлургических свойств. Формирование структуры продукта из расплава зависит от химического состава и скорости охлаждения расплава. Последовательность формирования кристаллической структуры из расплава в зависимости от химического состава при равновесии всех фаз соответствует температурам плавления и режимам охлаждения основных минералов. При резком увеличении скорости охлаждения процесс кристаллизации смещается в сторону образования новых фаз в отличие от равновесных условий кристаллизации.Thermal stabilization implies quenching cooling of the melt without changing the initial chemical composition of the slag and maintaining its metallurgical properties. The formation of the structure of the product from the melt depends on the chemical composition and cooling rate of the melt. The sequence of formation of the crystalline structure from the melt depending on the chemical composition at the equilibrium of all phases corresponds to the melting temperatures and cooling modes of the main minerals. With a sharp increase in the cooling rate, the crystallization process shifts toward the formation of new phases, in contrast to the equilibrium crystallization conditions.
Исходя из этого, флюс «Экошлак» получают на основе термически стабилизированного ковшевого шлака (ТСКШ) в установках кристаллизации шлака путем закалки расплава в интервале температур 1600→600°С со скоростью охлаждения 30-100°С/сек, обеспечивающей кристаллизацию двухкальциевого силиката (C2S) в βL-модификации, не переходящей в дальнейшем в γ-фазу. Полученный таким способом флюс «Экошлак» обладает низкой температурой плавления 1350-1450°С и высокой реакционной способностью его растворения в сталеплавильных шлаковых расплавах.Proceeding from this, the Ekoshlak flux is obtained on the basis of thermally stabilized ladle slag (TSCH) in slag crystallization plants by quenching the melt in the temperature range 1600 → 600 ° C with a cooling rate of 30-100 ° C / s, which ensures crystallization of dicalcium silicate (C 2 S) in the β L -modification, which does not subsequently pass into the γ-phase. The EcoShlak flux obtained in this way has a low melting point of 1350-1450 ° C and a high reactivity of its dissolution in steelmaking slag melts.
Охлаждение расплава проводят в интервале температур 1600→600°C с целью завершения всех фазовых превращений двухкальциевого силиката в заданном интервале. При температуре 1425°С происходит фазовый переход α→αH, затем при температуре 1160°С происходит превращение αH→αL, а фаза αL в свою очередь при температуре ниже 700°С переходит в β-фазу, при этом в зависимости от скорости охлаждения образуется либо низкотемпературная форма βL (630-620°С), которая стабилизируется и не переходит при дальнейшем охлаждении в γ-фазу, либо высокотемпературная форма βH(680-630°С), которая при температуре ниже 500°С переходит в γ-фазу с увеличением объема кристаллической решетки на 12% и распадом шлака в мелкодисперсный порошок. Поэтому важным условием получения сталеплавильного флюса «Экошлак» является режим охлаждения шлакового расплава в интервале температур 1600→600°С.The melt is cooled in the temperature range 1600 → 600 ° C in order to complete all phase transformations of dicalcium silicate in a given interval. At a temperature of 1425 ° C, the phase transition α → α H occurs, then at a temperature of 1160 ° C, the transformation α H → α L occurs, and the phase α L, in turn, at a temperature below 700 ° C passes into the β phase, while depending from the cooling rate, either a low-temperature form of β L (630-620 ° С) is formed, which stabilizes and does not pass into the γ phase upon further cooling, or a high-temperature form of β H (680-630 ° С), which at a temperature below 500 ° С goes into the γ phase with an increase in the volume of the crystal lattice by 12% and the decomposition of slag into finely divided pores shock. Therefore, an important condition for obtaining the Ekoshlak steelmaking flux is the slag melt cooling mode in the temperature range 1600 → 600 ° С.
Опытным путем установлены оптимальные режимы охлаждения расплава в диапазоне скоростей 30-100°С/сек, обеспечивающие необходимое переохлаждение расплава для кристаллизации с получением двухкальциевого силиката в низкотемпературной форме βL (630-620°С) и стабилизации шлака от дальнейшего распада.Experimentally, the optimal melt cooling modes were established in the speed range 30-100 ° С / sec, providing the necessary melt subcooling for crystallization to produce dicalcium silicate in the low-temperature form β L (630-620 ° С) and to stabilize the slag from further decomposition.
Проведенные испытания режимов охлаждения для обеспечения термической стабилизации ковшевых шлаков показали, что при охлаждении со скоростью менее 30°С/сек необходимое переохлаждение расплава не обеспечивается, шлак стабилизируется не в полном объеме и наблюдается частичный его распад. Охлаждение расплава со скоростью более 100°С/сек требует существенного увеличения расхода охладителей и энергоресурсов для поддержания заданной скорости охлаждения, что приводит к удорожанию технологического процесса и капитальных затрат на оборудование.Tests of cooling modes to ensure thermal stabilization of ladle slags showed that when cooling at a rate of less than 30 ° C / s, the necessary melt subcooling is not provided, the slag is not fully stabilized and its partial decomposition is observed. The cooling of the melt at a rate of more than 100 ° C / sec requires a significant increase in the consumption of coolers and energy resources to maintain a given cooling rate, which leads to an increase in the cost of the process and capital costs for equipment.
При высоком содержании оксидов кальция и наличии оксидов кремния и алюминия в присутствии оксидов магния при ускоренном охлаждении образуются твердые растворы двухкальциевого силиката (C2S), алюмината кальция (C12A7) и шпинели (MgA) и/или периклаза (MgO), имеющие эвтектический состав с низкой температурой плавления 1350-1465°С. Термодинамические исследования сталеплавильного флюса «Экошлак» на основе ТСКШ показали, что температура плавления образцов флюса в обычных условиях производства при диапазонах содержания оксидов, мас. %: кальция 50-60, кремния 8-13, алюминия 12-20, магния 4-6, находится в пределах 1425-1465°С при суммарном эндотермическом эффекте 15-20 Дж/г и расходе энергии на расплавление 4-5 кВтч/т. Для сравнения, температура плавления извести превышает 2600°С, а расход энергии на ее расплавление составляет 667 кВтч/т. Таким образом, добавка сталеплавильного флюса «Экошлак» в количестве 15-20 кг/т стали для частичной замены извести и флюорита не приводит к увеличению расхода электроэнергии, а наоборот, обеспечивает снижение расхода электроэнергии за счет более низкой температуры плавления флюса и на порядок меньшей энтальпии.With a high content of calcium oxides and the presence of silicon and aluminum oxides in the presence of magnesium oxides with accelerated cooling, solid solutions of dicalcium silicate (C 2 S), calcium aluminate (C 12 A 7 ) and spinel (MgA) and / or periclase (MgO) are formed, having a eutectic composition with a low melting point of 1350-1465 ° C. Thermodynamic studies of the Ekoshlak steel-smelting flux based on TSSh showed that the melting temperature of flux samples under normal production conditions at ranges of oxide content, wt. %: calcium 50-60, silicon 8-13, aluminum 12-20, magnesium 4-6, is in the range of 1425-1465 ° C with a total endothermic effect of 15-20 J / g and energy consumption for melting 4-5 kWh / t For comparison, the melting point of lime exceeds 2600 ° C, and the energy consumption for its melting is 667 kWh / t. Thus, the addition of Ekoshlak steelmaking flux in the amount of 15-20 kg / t of steel for partial replacement of lime and fluorite does not lead to an increase in electric energy consumption, but on the contrary, provides a reduction in electric energy consumption due to the lower melting temperature of the flux and an order of magnitude lower enthalpy .
Для получения сталеплавильного флюса «Экошлак» и снижения себестоимости в сравнении с прототипом используются менее затратные переделы производства:To obtain the steelmaking flux "Ekoshlak" and reduce costs in comparison with the prototype, less expensive production stages are used:
- при подготовке сырьевой смеси исключаются энергозатратные переделы с дроблением, рассевом, сепарацией и усреднением, используется ускоренное охлаждение жидкого шлака;- when preparing the raw material mixture, energy-consuming redistribution with crushing, sieving, separation and averaging is excluded, accelerated cooling of liquid slag is used;
- перед подачей в печь исключается этап окомкования флюса, получаемый флюс имеет заданный фракционный состав 5-70 мм.- before feeding into the furnace, the phase of pelletizing of the flux is excluded, the resulting flux has a predetermined fractional composition of 5-70 mm.
При типовой технологии выплавки стали шихта состоит, как правило, из стального лома, легированных отходов, чугуна, железорудного сырья, шлакообразующих, флюса, раскислителей и науглероживателей. Для процессов дефосфорации в окислительный период плавки требуется наведение высокоосновного низковязкого шлака с содержанием оксидов железа не менее 25%. Твердые окислители, такие как железная руда, агломерат, окатыши и шлакообразующие, такие как известь и/или известняк используют для интенсификации процессов окисления кремния, марганца, углерода, фосфора и др. Флюорит применяют для ускорения шлакообразования и повышения жидкоподвижности шлака. Расход извести составляет 45-55 кг/т стали, флюорита 0,5-2,5 кг/т стали. К недостаткам типовой технологии выплавки стали относятся:In a typical steel smelting technology, the charge consists, as a rule, of steel scrap, alloyed waste, cast iron, iron ore, slag-forming materials, flux, deoxidizers and carburizers. For dephosphorization processes during the oxidation period of melting, guidance of highly basic low-viscosity slag with an iron oxide content of at least 25% is required. Solid oxidizing agents, such as iron ore, sinter, pellets and slag-forming, such as lime and / or limestone, are used to intensify the oxidation of silicon, manganese, carbon, phosphorus, etc. Fluorite is used to accelerate slag formation and increase slag mobility. Lime consumption is 45-55 kg / t of steel, fluorite 0.5-2.5 kg / t of steel. The disadvantages of a typical steelmaking technology include:
• избыточный расход шлакообразующих материалов, извести и/или известняка, поскольку они не полностью растворяются и остаются в шлаке в виде неусвоенной извести (СаО), которая в конечном итоге гидратирует в течение длительного времени в процессе вылеживания сталеплавильных шлаков в отвалах. Это обстоятельство не позволяет из сталеплавильных шлаков получать кондиционную продукцию без их вылеживания в отвалах;• excessive consumption of slag-forming materials, lime and / or limestone, since they do not completely dissolve and remain in the slag in the form of undigested lime (CaO), which ultimately hydrates for a long time during the aging of steelmaking slag in dumps. This circumstance does not allow to obtain conditioned products from steelmaking slags without their aging in dumps;
• применение дефицитного и дорогостоящего флюорита (фторида кальция CaF2) для повышения жидкоподвижности шлака негативно влияет на окружающую среду ввиду наличия соединений фтора;• the use of scarce and expensive fluorite (calcium fluoride CaF 2 ) to increase the slag mobility negatively affects the environment due to the presence of fluorine compounds;
•удорожание процесса выплавки стали в результате использования и перерасхода дорогостоящих сталеплавильных флюсов.• the cost of steelmaking as a result of the use and cost overrun of expensive steelmaking fluxes.
Использование сталеплавильного флюса «Экошлак» на основе ТСКШ при выплавке стали в печах (конвертер или электропечь) способствует более раннему формированию высокоосновного жидкоподвижного первичного шлака, быстрому усвоению извести, снижению расхода извести на 10-30%, исключению добавок флюорита, интенсификации процессов расплавления и окисления, в том числе дефософрации, сокращению периода плавки и расхода электроэнергии. Сталеплавильный флюс «Экошлак» на основе ТСКШ пригоден для выплавки всех марок сталей.The use of the Ekoshlak steel-smelting flux based on HSS for steelmaking in furnaces (a converter or an electric furnace) contributes to the earlier formation of highly basic liquid-mobile primary slag, the rapid assimilation of lime, reduction of lime consumption by 10-30%, elimination of fluorite additives, and the intensification of melting and oxidation processes , including dephosphorization, reduction of the melting period and energy consumption. The steelmaking flux “Ekoshlak” based on TSSh is suitable for the smelting of all steel grades.
Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критерию ʺновизнаʺ.Thus, the claimed invention meets the criterion of "novelty".
При анализе на соответствие критерию ʺизобретательский уровеньʺ не обнаружено источников информации, указывающих на известность предложенных технологических решений по функциональному назначению и поставленной задаче.When analyzing the compliance with the criterion of "inventive step", no sources of information were found indicating the popularity of the proposed technological solutions for their functional purpose and the task.
Предложенное решение может быть реализовано в промышленности, а ожидаемый технический результат вытекает из совокупности существенных признаков изобретения, что свидетельствует о соответствии критерию ʺпромышленная применимостьʺ.The proposed solution can be implemented in industry, and the expected technical result follows from the combination of essential features of the invention, which indicates compliance with the criterion of "industrial applicability".
Использование сталеплавильного флюса «Экошлак» реализуется следующим образом.The use of steelmaking flux "Ekoshlak" is implemented as follows.
После окончания разливки стали на МНЛЗ сталеразлиеочный ковш с остатками шлака и металла кантуют в установку кристаллизации шлака для термической стабилизации расплава в интервале температур 1600→600°С со скоростью 30-100°С/сек, обеспечивающей кристаллизацию двухкальциевого силиката (C2S) в βL-модификации. Полученный флюс «Экошлак» фракции 5-70 мм подвергают или не подвергают магнитной сепарации и вместе с металлоскрапом задают в сталеплавильную печь в количестве 15-20 кг/т В печи формируется высокоосновный жидкоподвижный первичный шлак, который способствует быстрому усвоению извести, снижению ее расхода, интенсификации процессов расплавления и окисления, в том числе дефософрации, сокращению периода плавки и расхода электроэнергии.After the casting of steel at the continuous casting machine, the steel-smelting ladle with the remains of slag and metal is turned over to the slag crystallization unit for thermal stabilization of the melt in the temperature range 1600 → 600 ° C at a speed of 30-100 ° C / s, which ensures crystallization of dicalcium silicate (C 2 S) in β L -modifications. The resulting Ekshlak flux of a fraction of 5-70 mm is subjected to magnetic separation or not and, together with a metal scrap, is fed into a steel-smelting furnace in an amount of 15-20 kg / t. A highly basic fluid-moving primary slag is formed in the furnace, which facilitates the rapid absorption of lime and its reduction, intensification of the processes of melting and oxidation, including dephosphorization, reduction of the melting period and energy consumption.
Отсев сталеплавильного флюса «Экошлак» фракции менее 5 мм после брикетирования с добавлением отсева извести, пыли газоочистки и окалины для изготовления крупнокускового известково-железистого флюса (ИЖФ) также может использоваться в сталеплавильной печи вместе с металлоскрапом в количестве 5-10 кг/тScreening of the Ekoshlak steelmaking flux of a fraction of less than 5 mm after briquetting with the addition of lime screening, gas cleaning dust and scale for the manufacture of large-sized calc-iron flux (IHF) can also be used in a steelmaking furnace together with a metal scrap in the amount of 5-10 kg / t
Конкретные примеры применения сталеплавильного флюса «Экошлак» при выплавке стали в электропечи.Specific examples of the use of Ekoshlak steelmaking flux in steelmaking in electric furnaces.
В качестве базы для сравнения эффективности применения сталеплавильного флюса «Экошлак» на основе ТСКШ приняты средние результаты 243 стандартных плавок в электропечи емкостью 160 т (по жидкой стали): завалка металлошихты и 1 подвалка, плавление-окисление 35 мин, рафинирование 15 мин, и выпуск стали 4 мин, подача 7,0 т извести и 0,4 т флюорита в период плавления и 1,5 т извести в период рафинирования. Общая продолжительность плавки 54 мин, общий расход извести 8,5 т, расход флюорита 0,4 т, удельный расход электроэнергии 433 кВтч/т. стали, извести 53,12 кг/т стали, флюорита 2,5 кг/т стали.The average results of 243 standard melts in an electric furnace with a capacity of 160 tons (for liquid steel) were used as a basis for comparing the efficiency of using the Ekoshlak steelmaking flux based on HSS; steel 4 min, the supply of 7.0 tons of lime and 0.4 tons of fluorite in the melting period and 1.5 tons of lime in the refining period. The total melting time is 54 minutes, the total lime consumption is 8.5 tons, the fluorite consumption is 0.4 tons, the specific electric energy consumption is 433 kWh / t. steel, lime 53.12 kg / t of steel, fluorite 2.5 kg / t of steel.
По предложенному способу проведены серии опытных плавок на средне- и низкоуглеродистом сортаменте стали, где флюорит и часть извести заменяли флюсом «Экошлак» на основе ТСКШ в соотношении от 1:3 до 1:1 и плавку вели следующим образом:According to the proposed method, a series of pilot melts was carried out on a medium- and low-carbon steel gauge, where fluorite and part of the lime were replaced with Ekshlak flux based on TSSh in a ratio of 1: 3 to 1: 1 and melting was carried out as follows:
1. В электропечь емкостью 160 т (по жидкой стали) вместе с завалкой металлолома подают 2,5 т флюса «Экошлак», содержащего мас. % 54 оксида кальция, 6 оксида магния, 11 оксида кремния и 23 оксида алюминия. В период плавления присаживают 6,0 т извести и 0,5 т флюса «Экошлак» и в период рафинирования 1,5 т извести. Получены следующие средние результаты серии из 39 опытных плавок при замене извести и флюорита в соотношении 1:3. Общая продолжительность плавки 53 мин, общий расход извести 7,5 т, расход флюорита 0 т, расход флюса «Экошлак» 3,0 т, удельный расход энергии 404 кВтч/т, извести 46,87 кг/т стали, флюорита 0 кг/т стали, флюса «Экошлак» 18,75 кг/т стали, всего шлакообразующих 65,6 кг/т стали.1. In an electric furnace with a capacity of 160 tons (for liquid steel) together with the filling of scrap metal serves 2.5 tons of flux "Eco-slag" containing wt. % 54 calcium oxide, 6 magnesium oxide, 11 silicon oxide and 23 aluminum oxide. During the melting period, 6.0 tons of lime and 0.5 tons of Ecoshlak flux are planted and during the refining period 1.5 tons of lime. The following average results were obtained from a series of 39 experimental swimming trunks when replacing lime and fluorite in a ratio of 1: 3. The total melting time is 53 minutes, the total lime consumption is 7.5 tons, the fluorite consumption is 0 tons, the EcoShlak flux consumption is 3.0 tons, the specific energy consumption is 404 kWh / t, the lime 46.87 kg / t of steel, the fluorite is 0 kg / t of steel, Ekshlak flux 18.75 kg / t of steel, total slag-forming 65.6 kg / t of steel.
2. В электропечь емкостью 160 т (по жидкой стали) вместе с завалкой металлолома подают 3,0 т флюса «Экошлак», содержащего мас. % 52 оксида кальция, 6 оксида магния, 8 оксида кремния и 29 оксида алюминия. В период плавления присаживают 6,4 т извести и в период рафинирования 0,6 т извести. Получены следующие средние результаты серии из 44 опытных плавок при замене извести и флюорита в соотношении 1:2. Общая продолжительность плавки 52 мин, общий расход извести 7,0 т, расход флюорита 0 т расход флюса «Экошлак» 3,0 т, удельный расход энергии 411 кВтч/т, извести 43,75 кг/т стали, флюорита 0 кг/т стали, флюса «Экошлак» 18,75 кг/т стали, всего шлакообразующих 62,5 кг/т стали.2. In an electric furnace with a capacity of 160 tons (for liquid steel), 3.0 tons of Ekshlak flux containing wt. % 52 calcium oxide, 6 magnesium oxide, 8 silicon oxide and 29 alumina. 6.4 tons of lime are planted during the melting period and 0.6 tons of lime are refined during the refining period. The following average results were obtained from a series of 44 experimental heats when replacing lime and fluorite in a ratio of 1: 2. The total melting time is 52 min, the total consumption of lime is 7.0 tons, the fluorite consumption is 0 tons, the EcoShlak flux consumption is 3.0 tons, the specific energy consumption is 411 kWh / t, the lime is 43.75 kg / t steel, the fluorite 0 kg / t steel, flux "Ekoshlak" 18.75 kg / t of steel, total slag-forming 62.5 kg / t of steel.
3. В электропечь емкостью 160 т (по жидкой стали) вместе с завалкой металлолома подают 2,5 т флюса «Экошлак», содержащего мас. % 56 оксида кальция, 5 оксида магния, 13 оксида кремния и 19 оксида алюминия. В период плавления присаживают 4,5 т извести и в период рафинирования 1,5 т извести. Получены следующие средние результаты серии из 42 опытных плавок при замене извести и флюорита в соотношении 1:1. Общая продолжительность плавки 52 мин, общий расход извести 6,0 т, расход флюорита 0 т, флюса «Экошлак» 2,5 т, удельный расход энергии 409 кВтч/т., извести 37,5 кг/ т стали, флюорита 0 кг/т стали, флюса «Экошлак» 15,62 кг/т стали, всего шлакообразующих 53,12 кг/т стали.3. In an electric furnace with a capacity of 160 tons (for liquid steel), along with the filling of scrap metal, 2.5 tons of Ekshlak flux containing wt. % 56 calcium oxide, 5 magnesium oxide, 13 silicon oxide and 19 aluminum oxide. 4.5 tons of lime are planted during the melting period and 1.5 tons of lime are refined during the refining period. The following average results were obtained from a series of 42 experimental swimming trunks when replacing lime and fluorite in a ratio of 1: 1. The total melting time is 52 minutes, the total consumption of lime is 6.0 tons, the fluorite consumption is 0 tons, the EcoShlak flux is 2.5 tons, the specific energy consumption is 409 kWh / t, the lime is 37.5 kg / t steel, the fluorite 0 kg / tons of steel, Ekshlak flux 15.62 kg / t of steel, total slag-forming 53.12 kg / t of steel.
Обобщенные показатели плавок по результатам опробования приведены в таблице.The general indicators of swimming trunks according to the results of testing are given in the table.
Как видно из таблицы, применение предложенного способа по сравнению со стандартной плавкой в электропечи обеспечило снижение времени плавки на 3,5% (1-2 мин) и расхода извести на 15 кг/т стали, при этом экономия извести составила до 30% с коэффициентом замены 1,0 при сохранении основности не менее 2,2. Сокращение расхода электроэнергии на плавку составило 4-6% (22-29 кВтч/т стали).As can be seen from the table, the application of the proposed method in comparison with standard smelting in an electric furnace provided a reduction in smelting time by 3.5% (1-2 min) and lime consumption by 15 kg / t of steel, while lime savings amounted to 30% with a coefficient replacement 1.0 while maintaining basicity of at least 2.2. The reduction in electricity consumption for smelting was 4-6% (22-29 kWh / t of steel).
Экономия извести и флюорита в печи ведет к прямому снижению себестоимости производства стали. Так, по ценам 2016 г. цена свежеобожженной извести составляет 4 руб./кг, флюорита 16 руб./кг, а себестоимость производства флюса «Экошлак» 0,5 руб./кг. Замена 15 кг/т стали извести и 2,5 кг/т стали флюорита на 20 кг/т флюса «Экошлак» дает экономию: 60+40-10=90 руб./т. стали. При производстве 1 млн.тонн стали экономия составит 90 млн.руб. без учета снижения затрат на охрану окружающей среды при хранении шлака в отвалах и экологического эффекта.Saving lime and fluorite in the furnace leads to a direct reduction in the cost of steel production. So, at the prices of 2016, the price of freshly burnt lime is 4 rubles / kg, fluorite is 16 rubles / kg, and the cost of production of Ekohlak flux is 0.5 rubles / kg. Replacing 15 kg / t of lime steel and 2.5 kg / t of fluorite steel with 20 kg / t of Ekoshlak flux saves 60 + 40-10 = 90 rubles / t. become. With the production of 1 million tons of steel, the savings will amount to 90 million rubles. without taking into account the reduction of environmental protection costs when storing slag in dumps and the environmental effect.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2539228, МПК С21С 5/06, опубл. 20.01.2015 г. Бюл. №2.1. RF patent No. 2539228, IPC C21C 5/06, publ. 01.20.2015, Bull. No. 2.
2. Патент Китая № CN 102337379 А, МПК С21С 7/076, С21В 3/06, опубл. 01.02.2012.2. Chinese Patent No. CN 102337379 A, IPC C21C 7/076, C21B 3/06, publ. 02/01/2012.
3. Патент Китая № CN 104404176 А, МПК С21В 3/04, С21С 7/076, опубл. 01.03.2015.3. Chinese Patent No. CN 104404176 A, IPC C21B 3/04, C21C 7/076, publ. 03/01/2015.
Claims (8)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151579A RU2637839C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application |
| EA201700549A EA034464B1 (en) | 2016-12-27 | 2017-12-05 | Steel-melting flux and method of its production and application |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016151579A RU2637839C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2637839C1 true RU2637839C1 (en) | 2017-12-07 |
Family
ID=60581683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016151579A RU2637839C1 (en) | 2016-12-27 | 2016-12-27 | Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA034464B1 (en) |
| RU (1) | RU2637839C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296800C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" | Steel smelting flux and method of production of such flux |
| CN102337379A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 | Method for recycling ladle slag |
| RU2539228C2 (en) * | 2012-06-13 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Агат"(ООО "АГАТ") | Disintegrating slag stabilisation method |
| CN104404176A (en) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 舞阳钢铁有限责任公司 | Recycling method of refining white slag |
| RU2547379C1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Metallurgical flux and method of its manufacturing |
-
2016
- 2016-12-27 RU RU2016151579A patent/RU2637839C1/en active IP Right Revival
-
2017
- 2017-12-05 EA EA201700549A patent/EA034464B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296800C2 (en) * | 2005-04-01 | 2007-04-10 | Открытое акционерное общество по производству огнеупоров "Комбинат "Магнезит" | Steel smelting flux and method of production of such flux |
| CN102337379A (en) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司 | Method for recycling ladle slag |
| RU2539228C2 (en) * | 2012-06-13 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Агат"(ООО "АГАТ") | Disintegrating slag stabilisation method |
| RU2547379C1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Metallurgical flux and method of its manufacturing |
| CN104404176A (en) * | 2014-10-24 | 2015-03-11 | 舞阳钢铁有限责任公司 | Recycling method of refining white slag |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA034464B1 (en) | 2020-02-11 |
| EA201700549A2 (en) | 2018-06-29 |
| EA201700549A3 (en) | 2018-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7811379B2 (en) | Regenerated calcium aluminate product and process of manufacture | |
| RU2571969C2 (en) | Method of simultaneous dephosphorisation and extraction of vanadium from vanadium-bearing melted cast iron | |
| AU2016205965B2 (en) | Process for dephosphorization of molten metal during a refining process | |
| SK279299B6 (en) | Process for producing cement out of metallurgic slag | |
| PL232186B1 (en) | Flux, method for producing it, agglomeration mixture and use of sludge from secondary metallurgy | |
| Varanasi et al. | Recycling ladle furnace slag as flux in steelmaking: a review | |
| CN111139332B (en) | Slag former and light and thin scrap steel mixed processing furnace entering process | |
| JPWO2013187348A1 (en) | Method for producing metallic chromium | |
| RU2637839C1 (en) | Steel-melting "ecoslag" flux and method of its production and application | |
| KR20130066130A (en) | Desulfurizer for molten iron | |
| WO2011027334A1 (en) | Processing of metallurgical slag | |
| Avelar et al. | Recycling practices of crushed MgO-C bricks and dolomite sinter fines used as a slag conditioning additive in the EAF | |
| Keskinkiliç et al. | Use of colemanite in ferronickel smelting | |
| Holappa et al. | Slag Formation—Thermodynamic and kinetic aspects and mechanisms | |
| RU2515403C1 (en) | Method of steel casting in arc steel furnace | |
| SU865931A1 (en) | Mixture for modifying and desulfurizing cast iron and steel | |
| RU2145356C1 (en) | Method of converter melting with use of prereduced materials | |
| RU2041961C1 (en) | Method for steel making | |
| EA012637B1 (en) | Mixture for refining and modifying steel and cast iron | |
| RU2164960C1 (en) | Method of modifying agent production | |
| RU2280699C2 (en) | Method of steel making in oxygen converter with slag remaining | |
| Zolin et al. | Use of Solid Slag Mixtures in a Ladle Furnace Unit | |
| CN104789775A (en) | Preparation method and use method of aluminum-containing magnesium-smelting reducing agent | |
| RU2453610C2 (en) | Slag mixture for treatment of liquid metal | |
| Kalenga et al. | Slag formation in the reduction zone using coke during high carbon ferromanganese production using South African manganese ores |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181228 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20191108 |